Question

18．将11g铝、铁混合物投人280mL 4mol•L^-1的稀硝酸中，金属完全溶解，生成0.28mol气体，向反应后的溶液中加人500mL3mol•L^-1的Na0H溶液，并充分搅拌、过滤、洗涤、干燥后称量得到10.7g固体．下列说法正确的是（　　）

• A． 混合物中铝、铁的物质的量之比1：2
• B． 混合物与稀硝酸反应后的溶液还能溶解1.28g Cu
• C． 将0.28mol气体通人水中并完全被吸收时，需要消耗0.14mol氧气
• D． 10.7g固体为Al（OH）₃和Fe（OH）₃的混合物

Answer 1

分析 铝、铁与稀硝酸反应生成的气体为NO，280mL 4mol•L^-1的稀硝酸中含有硝酸的物质的量为：4mol/L×0.28L=1.12mol，500mL3mol•L^-1的Na0H溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：3mol/L×0.5L=1.5mol，当NaOH与铝离子、铁离子生成沉淀最大时，此时溶质为硝酸钠，根据N元素守恒消耗氢氧化钠的物质的量为：1.12mol-0.28mol=0.84mol，剩余NaOH的物质的量为：1.5mol-0.84mol=0.66mol，
当11g完全为Al时，生成氢氧化铝沉淀的物质的量为：$\frac{11g}{27g/mol}$≈0.41mol，根据质量守恒可知生成氢氧化铝沉淀的最大物质的量为0.41mol，所以剩余的0.66mol氢氧化钠溶液能够将所有氢氧化铝溶解，即：最终得到的10.7g固体不含Al（OH）₃；
由于经过充分搅拌、过滤、洗涤、干燥后称量得到10.7g固体，则10.7g完全为氢氧化铁，10.7g氢氧化铁的物质的量为：$\frac{10.7g}{107g/mol}$=0.1mol，根据铁元素守恒可知原混合物中含有铁的质量为：56g/mol×0.1mol=5.6g，混合物中铝的物质的量为：$\frac{11g-5.6g}{27g/mol}$=0.2mol，据此进行解答．

解答 解：铝、铁与稀硝酸反应生成的气体为NO，280mL 4mol•L^-1的稀硝酸中含有硝酸的物质的量为：4mol/L×0.28L=1.12mol，500mL3mol•L^-1的Na0H溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：3mol/L×0.5L=1.5mol，当NaOH与铝离子、铁离子生成沉淀最大时，此时溶质为硝酸钠，根据N元素守恒消耗氢氧化钠的物质的量为：1.12mol-0.28mol=0.84mol，剩余NaOH的物质的量为：1.5mol-0.84mol=0.66mol，
当11g完全为Al时，生成氢氧化铝沉淀的物质的量为：$\frac{11g}{27g/mol}$≈0.41mol，根据质量守恒可知生成氢氧化铝沉淀的最大物质的量为0.41mol，所以剩余的0.66mol氢氧化钠溶液能够将所有氢氧化铝溶解，即：最终得到的10.7g固体不含Al（OH）₃；
由于经过充分搅拌、过滤、洗涤、干燥后称量得到10.7g固体，则10.7g完全为氢氧化铁，10.7g氢氧化铁的物质的量为：$\frac{10.7g}{107g/mol}$=0.1mol，根据铁元素守恒可知原混合物中含有铁的质量为：56g/mol×0.1mol=5.6g，混合物中铝的物质的量为：$\frac{11g-5.6g}{27g/mol}$=0.2mol，
A．混合物中铝、铁的物质的量之比=0.2mol：0.1mol=2：1，故A错误；
B.0.2mol铝、0.1mol铁完全反应转化成硝酸铝、硝酸铜消耗硝酸的物质的量为：（0.2mol+0.1mol）×4=1.2mol，而硝酸的物质的量为1.12mol，说明硝酸不足，反应生成的是硝酸铝、硝酸亚铁和硝酸铁；混合物与稀硝酸反应后生成的亚铁离子、铁离子的总物质的量为0.1mol，根据电子守恒，失去电子总物质的量为：0.28mol×3-0.2mol×3=0.24mol，设生成亚铁离子的物质的量为x，铁离子的物质的量为y，则x+y=0.1、2x+3y=0.24，解得：y=0.04mol、x=0.06mol，0.06mol铁离子与铜完全反应消耗铜的物质的量为：$\frac{0.04mol}{2}$=0.02mol，质量为：64g/mol×0.02mol=1.28g，故B正确；
C.0.28mol为NO，根据反应4NO+2H₂O+3O₂=4HNO₃可知，0.28molNO完全反应消耗氧气的物质的量为：0.28mol×$\frac{3}{4}$=0.21mol，故C错误；
D．根据分析可知，得到的10.7g固体为氢氧化铁，不含氢氧化铝，故D错误；
故选B．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，正确判断得到的10.7g固体组成为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．