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16.现有硫酸和硝酸的浓度分别为2mol/L和1mol/L的混合液,取混合液20mL加入足量铁粉,若硝酸的还原产物为NO,则生成一氧化氮和氢气在标准状况下的体积各为多少升?消耗的铁粉的质量为多少?

分析 硫酸、硝酸的混合溶液与过量的Fe反应生成NO、氢气,说明硝酸完全被还原生成NO,最终得到FeSO4溶液,根据n=cV计算H2SO4、HNO3物质的量,根据N元素守恒可知n(NO)=n(HNO3),根据硫酸根守恒可知n(FeSO4)=n(H2SO4),根据Fe元素守恒计算参加反应Fe的物质的量,再根据电子转移守恒计算氢气物质的量,根据V=nVm计算NO、氢气体积.

解答 解:硫酸、硝酸的混合溶液与过量的Fe反应生成NO、氢气,说明硝酸完全被还原生成NO,最终得到FeSO4溶液,
根据N元素守恒可知n(NO)=n(HNO3)=0.02L×1mol/L=0.02mol,故生成NO的体积=0.02mol×22.4L/mol=0.448L;
根据硫酸根守恒可知n(FeSO4)=n(H2SO4)=0.02L×2mol/L=0.04mol,根据Fe元素守恒,参加反应Fe的物质的量=n(FeSO4)=0.04mol,令生成氢气为x mol,根据电子转移守恒:2x+0.02×(5-2)=0.04×2,解得x=0.01,故生成氢气的体积=0.01mol×22.4L/mol=0.224L;消耗铁的质量为:0.04mol×56g/mol=2.24g,
答:标况下,生成一氧化氮的体积为0.448L,生成氢气的体积为0.224L,消耗的铁粉的质量为2.24g.

点评 本题考查混合物计算,判断发生的反应是解题关键,侧重对解题方法技巧与思维能力的考查,注意利用守恒思想进行解答,难度中等.

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已知:
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①若灯泡亮,则Al电极上发生的反应为:Al-3e-+4OH-=AlO2-+H2O.
②若灯泡不亮,其理由为:无.

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