Question

将3.5g Mg、Fe合金投入一定量的硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标况下的气体V L（HNO₃被还原为NO和NO₂），若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，质量为8.6g，求收集到气体体积V值范围．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：得到的沉淀是铁的氢氧化物和Mg（OH）₂的混合物，质量增加量就是结合的OH^-的质量，计算氢氧根的物质的量，由电荷守恒可知，金属提供电子物质的量等于沉淀中氢氧根的物质的量，采用极值法计算：假设全是NO或全是NO₂，根据电子转移守恒计算气体物质的量，再根据V=nV_m计算生成气体体积，实际混合气体体积应介于二者之间．

解答： 解：得到的沉淀是铁的氢氧化物和Mg（OH）₂的混合物，质量增加量就是结合的OH^-的质量，所以m（OH^-）=8.6gg-3.5g=5.1g，因此 n（OH^-）=

5.1g

17g/mol

=0.3 mol，由电荷守恒可知，金属提供电子物质的量等于沉淀中氢氧根的物质的量，即Fe、Mg共失去0.3 mol电子，
假设得到的气体全是NO，由电子转移守恒可知，则n（NO）=

0.3mol

3

=0.1mol，所以NO体积是：0.1 mol×22.4 L/mol=2.24 L，
假设得到的气体全是NO₂，由电子转移守恒可知，则n（NO₂）=

0.3mol

1

=0.3mol，所以NO₂体积是：0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L，
因为得到是混合气体，因此混合气体的体积应介于二者之间，即2.24＜V＜6.72，
答：收集到气体体积V值范围为：2.24＜V＜6.72．

点评：本题考查了混合物计算，难度中等，利用守恒思想计算，避免难以确定Fe反应后的价态，关键是确定氢氧根离子所带电荷等于金属失去的电子．