Question

4．有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol•L^-1，含有硝酸的濃度為1mol•L^-1，現(xiàn)向其中加入過(guò)量鐵粉，充分反應(yīng)后（假設(shè)只生成NO氣體），最多可收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積為（　�。�

• A． 89.6mL
• B． 112mL
• C． 224mL
• D． 672mL

Answer 1

分析 有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol•L^-1，含有硝酸的濃度為1mol•L^-1，混合液中氫離子的物質(zhì)的量為：n（H⁺）=0.02L×2×2mol/L+0.02L×1mol/L=0.1mol，混合液中硝酸根離子的物質(zhì)的量為：n（NO₃^-）=0.02L×1mol/L=0.02mol，由于鐵過(guò)量，則發(fā)生反應(yīng)：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，以此計(jì)算該題．

解答 解：有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol•L^-1，含有硝酸的濃度為1mol•L^-1，混合液中氫離子的物質(zhì)的量為：n（H⁺）=0.02L×2×2mol/L+0.02L×1mol/L=0.1mol，混合液中硝酸根離子的物質(zhì)的量為：n（NO₃^-）=0.02L×1mol/L=0.02mol，
由于鐵過(guò)量，則發(fā)生反應(yīng)：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，則
3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
0.02mol  0.08mol      0.02mol
反應(yīng)后剩余氫離子的物質(zhì)的量為：n（H⁺）=0.1mol-0.08mol=0.02mol，
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
 0.02mol   0.01mol
所以生成氣體總物質(zhì)的量為：n（NO）+n（H₂）=0.02mol+0.01mol=0.03mol，
標(biāo)準(zhǔn)狀況下混合氣體的體積為：V（NO）+V（H₂）=0.03mol×22.4L/mol=0.672L，
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的計(jì)算，題目難度中等，注意鐵過(guò)量，根據(jù)n（H⁺）、n（NO₃^-）判斷反應(yīng)的可能性，判斷生成氣體為NO和H₂的混合物，進(jìn)而計(jì)算氣體的體積，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．