Question

16．将ag镁铁合金投入适量稀硝酸（假设NO是唯一的还原产物，不考虑溶解氧等其它氧化剂）中，当硝酸消耗完时收集到标准状况下2.24L的气体．然后向反应后的溶液中加入3mol•L^-1NaOH溶液至金属恰好沉淀完全，沉淀质量为bg，则下列说法不正确的（　　）

• A． 若在与硝酸反应后的溶液中再加入Fe，金属可能溶解
• B． 消耗的氢氧化钠的体积为100mL
• C． b=a+5.1
• D． a的范围为：3.6＜a＜5.6

Answer 1

分析 标况下2.24LNO的物质的量为：n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反应中转移电子的物质的量为：0.1mol×（5-2）=0.3mol，则合金中铁和镁失去电子的物质的量为0.3mol；金属离子所带电荷一定为0.3mol，则加入氢氧化钠后生成的氢氧化物沉淀中含有氢氧根离子的物质的量为0.3mol，需要消耗氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL；生成沉淀的质量=合金质量+氢氧根离子的质量，即：bg=ag+17g/mol×0.3mol=ag+5.1g；
当合金中完全为计算镁时，合金质量最小，根据电子守恒，镁的物质的量为：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，质量为：24g/mol×0.15mol=3.6g；当合金完全为铁，且生成的为亚铁离子时，合金质量最大，最大物质的量为：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，质量为：56g/mol×0.15mol=8.4g，则a的范围为：3.6＜a＜8.4g，据此对各选项进行判断．

解答 解：A．根据题中信息可知，硝酸和金属都完全反应，反应后溶质可能为：①硝酸镁和硝酸铁、②硝酸镁和硝酸亚铁、③硝酸镁硝酸亚铁、硝酸铁，若反应生成的是①或③，则反应后的溶液中再加入Fe，金属能够溶解，故A正确；
B．标况下2.24LNO的物质的量为：n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反应中转移电子的物质的量为：0.1mol×（5-2）=0.3mol，则合金中铁和镁失去电子的物质的量为0.3mol；金属离子所带电荷一定为0.3mol，则加入氢氧化钠后生成的氢氧化物沉淀中含有氢氧根离子的物质的量为0.3mol，需要消耗氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，故B正确；
C．生成沉淀的质量=合金质量+氢氧根离子的质量，即：bg=ag+17g/mol×0.3mol=ag+5.1g，故C正确；
D．当合金中完全为金属镁时，合金质量最小，根据电子守恒可知镁的物质的量为：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，质量为：24g/mol×0.15mol=3.6g；当合金完全为铁，且生成的为亚铁离子时，合金质量最大，最大物质的量为：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，质量为：56g/mol×0.15mol=8.4g，则a的范围为：3.6＜a＜8.4g，故D错误；
故选D．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度较大，明确反应发生实质为解答关键，本题中需要分析、总结出沉淀中氢氧根离子的物质的量与转移电子的物质的量相等，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．