Question

将10.92 g锌铁合金粉末加入含0.4 mol H^＋的稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中，充分反应后收集得到的气体体积（标准状况下）可能为（假设气体全部逸出，稀硝酸的还原产物是NO）

A．2.4 L

B．3.6 L

C．4.8 L

D．6.0 L

Answer 1

AB

试题分析：锌的还原性大于铁的还原性，所以锌先反应。硝酸的氧化性大于硫酸的氧化性，所以硝酸先反应，当硝酸完全反应后，硫酸分别与锌、铁反应，所以开始反应生成NO，过一会反应生成H₂。
假设合金全部是锌，锌的物质的量=10.92g/65g/mol=0.168mol
当酸与锌完全反应完全生成NO
3Zn+8HNO₃=3Zn(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
3       8        44.8
X       0.4mol     Y
X=0.15mol<0.168mol，说明锌过量，则Y=2.24L
假设合金全部是铁，铁的物质的量=10.92g/56g/mol=0.195mol
当酸与铁完全反应完全生成NO
Fe(少量)+4HNO₃=Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O
1       4             22.4
X₁    0.4mol            Y₁
X₁=0.1mol<0.195mol，说明铁过量，则Y₁=2.24L
3Fe(过量)+8HNO₃=3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
3       8                44.8
X₂   0.4mol             Y₂
X₂=0.15mol<0.195mol说明铁过量
Y₂=2.24L
当酸与锌完全反应完全生成H₂
Zn +2H⁺= Zn²⁺ + H₂↑
1  2         22.4
X₃  0.4mol     Y₃
X₃=0.1mol<0.168mol，说明锌过量，Y₃=4.48L
当酸与铁完全反应完全生成H₂
Fe +2H⁺= Fe²⁺ + H₂↑
1  2          1
X₄  0.4mol      Y₄
X₄=0.1mol<0.195mol，说明铁过量，则Y4=4.48L
综上所述，可知生成气体应在2.24L～4.48L之间，所以选AB。
点评：该题综合性强，难度大，对学生的思维能力提出更高的要求，有利于培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力，提高学生的应试能力和学科素养。该题的关键是利用好数学上的极值法，逐一讨论即可。