Question

现有某金属的硝酸盐2．160g，充分加热分解生成金属氧化物0.960g和NO₂、O₂的混合气体0.0270mol（不考虑N₂O₄）．请填空：
　（1）混合气体中NO₂的物质的量为________mol．
（2）将此组成的混合气体通入足量水中，剩余气体在标准状况下体积为________mL．
　 （3）该反应中金属元素的化合价________（填升高、降低、不变）．
　 （4）写出该硝酸盐分解的化学方程式，标明电子转移的方向和数目．

Answer 1

（1）0.024（2分）　（2）89.6（2分）　（3）升高（2分）　　
（4）4Fe（NO₃）₂2Fe₂O₃ +8NO₂ ↑+ O₂↑（4分）

（1）根据质量守恒，NO₂和O₂总质量为2.160-0.960=1.200，按照混合物计算，设NO₂的物质的量为xmol，O₂的物质的量为ymol，x+y="0.0270" 46x+30y=1.200，解得x=0.024，y=0.003。根据氧化还原中得失电子数相等可推知金属为变价金属．可写出反应的化学方程式如下:（设金属为M，在硝酸盐中其化合价为+n，在金属氧化物中其化合价为+m）
2aM（NO₃）n ="=" aM₂Om  +   8NO₂ +  O₂
0.006amol   0.003amol      0.024mol   0.003mol
根据质量守恒、电荷守恒列方程：
0.006amol×（M+62n）=2.16g
0.003amol×（2M+16m）=0.096g
0.006amol×（m-n）+0.003mol×4=0.0024mol×1
解方程讨论得:a=2，m=3，n=2，M=56
所以:金属为铁
其化学方程式为:4Fe（NO₃）₂="=" 2Fe₂O₃ +8NO₂ ↑+ O₂↑
（2）NO₂和O₂溶于水4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，NO₂过量0.012mol，还发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，剩余NO 0.004mol，89.6mL。