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0.03mol铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合气体共0.05mol.该混合气体的平均相对分子质量可能是( )
A.30
B.46
C.66
D.69
【答案】分析:Cu-2e=Cu2+,0.03mol铜完全溶于硝酸失去电子为0.06mol,根据氧化还原反应规律,HNO3→NO2+NO+N2O4,0.05mol氮氧化物共得到0.06mol电子,从两个极端来考虑:(1)假设混合气体为NO、NO2;(2)假设混合气体是N2O4、NO2.据此计算平均相对分子质量,实际混合气体的相对分子质量介于两者之间.
解答:解:假设一种情况为混合气体中没有N2O4时,设NO的物质的量为x,则NO2的物质的量为0.05mol-x,根据电子得失守恒,铜失去的电子数等于NO3-得到的电子数,所以有0.03mol×2=3x+(0.05mol-x)×1,得:x=0.005mol,NO2的物质的量为0.05mol-0.005mol=0.045mol,所以混合气体的平均相对分子质量为=44.4;
同理,假设另一种情况为混合体中没有NO时,设N2O4、NO2物质的量分别为m,n,m+n=0.05mol,2m+n=0.06mol,联立解得m=0.01mol,n=0.04mol,所以混合气体的平均相对分子质量为(NO2、N2O4)=46×+92×=55.2.
所以该混合气体的平均相对分子质量应在44.4~55.2之间.
故选:B.
点评:考查混合物的计算、氧化还原反应的计算等,难度中等,利用极限法判断相对分子质量的范围是解题的关键.
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