问题 选择题

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

答案

AB

题目分析: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。

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