Question

10．一定体积0.01mol•L^-1的稀硝酸恰好能氧化一定质量的铁、铝混合物．已知两种金属均被氧化为最高价态，还原产物只有NO．若用0.01mol•L^-1NaOH溶液溶解相同质量的该混合物，当反应完全时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸的五分之一，则样品中铁、铝的物质的量之比为（　　）

• A． 2：3
• B． 1：3
• C． 1：4
• D． 5：3

Answer 1

分析 硝酸与氢氧化钠溶液浓度相等，反应完全时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸溶液的$\frac{1}{5}$，假设消耗硝酸为5mol，则消耗NaOH为1mol，Al与氢氧化钠溶液反应，而Fe不与NaOH溶液反应，计算Al的物质的量，设Fe的物质的量为x mol，根据N元素守恒表示出NO的物质的量，根据电子转移守恒列方程计算解答

解答 解：硝酸与氢氧化钠溶液浓度相等，反应完全时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸溶液的$\frac{1}{5}$，假设消耗硝酸为5mol，则消耗NaOH为1mol，Al与氢氧化钠溶液反应，而Fe不与NaOH溶液反应，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
1mol  1mol
设Fe的物质的量为x mol，金属均被氧化为最高价态，由电荷守恒可知，金属与硝酸反应后溶液中n（NO₃^-）=3（1+x）mol，
根据N元素守恒可知n（NO）=5mol-3（1+x）mol=（2-3x）mol，
根据电子转移守恒：3（1+x）mol=（2-3x）mol×3，
解得：x=0.25，
故样品中铁、铝的物质的量之比为0.25mol：1mol=1：4，
故选C．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，本题利用赋值法解答，可简化计算过程，注意利用守恒法的应用，试题培养了学生的化学计算能力．