Question

18．將11g鋁、鐵混合物投人280mL 4mol•L^-1的稀硝酸中，金屬完全溶解，生成0.28mol氣體，向反應后的溶液中加人500mL3mol•L^-1的Na0H溶液，并充分攪拌、過濾、洗滌、干燥后稱量得到10.7g固體．下列說法正確的是（　�。�

• A． 混合物中鋁、鐵的物質的量之比1：2
• B． 混合物與稀硝酸反應后的溶液還能溶解1.28g Cu
• C． 將0.28mol氣體通人水中并完全被吸收時，需要消耗0.14mol氧氣
• D． 10.7g固體為Al（OH）₃和Fe（OH）₃的混合物

Answer 1

分析 鋁、鐵與稀硝酸反應生成的氣體為NO，280mL 4mol•L^-1的稀硝酸中含有硝酸的物質的量為：4mol/L×0.28L=1.12mol，500mL3mol•L^-1的Na0H溶液中含有氫氧化鈉的物質的量為：3mol/L×0.5L=1.5mol，當NaOH與鋁離子、鐵離子生成沉淀最大時，此時溶質為硝酸鈉，根據(jù)N元素守恒消耗氫氧化鈉的物質的量為：1.12mol-0.28mol=0.84mol，剩余NaOH的物質的量為：1.5mol-0.84mol=0.66mol，
當11g完全為Al時，生成氫氧化鋁沉淀的物質的量為：$\frac{11g}{27g/mol}$≈0.41mol，根據(jù)質量守恒可知生成氫氧化鋁沉淀的最大物質的量為0.41mol，所以剩余的0.66mol氫氧化鈉溶液能夠將所有氫氧化鋁溶解，即：最終得到的10.7g固體不含Al（OH）₃；
由于經過充分攪拌、過濾、洗滌、干燥后稱量得到10.7g固體，則10.7g完全為氫氧化鐵，10.7g氫氧化鐵的物質的量為：$\frac{10.7g}{107g/mol}$=0.1mol，根據(jù)鐵元素守恒可知原混合物中含有鐵的質量為：56g/mol×0.1mol=5.6g，混合物中鋁的物質的量為：$\frac{11g-5.6g}{27g/mol}$=0.2mol，據(jù)此進行解答．

解答 解：鋁、鐵與稀硝酸反應生成的氣體為NO，280mL 4mol•L^-1的稀硝酸中含有硝酸的物質的量為：4mol/L×0.28L=1.12mol，500mL3mol•L^-1的Na0H溶液中含有氫氧化鈉的物質的量為：3mol/L×0.5L=1.5mol，當NaOH與鋁離子、鐵離子生成沉淀最大時，此時溶質為硝酸鈉，根據(jù)N元素守恒消耗氫氧化鈉的物質的量為：1.12mol-0.28mol=0.84mol，剩余NaOH的物質的量為：1.5mol-0.84mol=0.66mol，
當11g完全為Al時，生成氫氧化鋁沉淀的物質的量為：$\frac{11g}{27g/mol}$≈0.41mol，根據(jù)質量守恒可知生成氫氧化鋁沉淀的最大物質的量為0.41mol，所以剩余的0.66mol氫氧化鈉溶液能夠將所有氫氧化鋁溶解，即：最終得到的10.7g固體不含Al（OH）₃；
由于經過充分攪拌、過濾、洗滌、干燥后稱量得到10.7g固體，則10.7g完全為氫氧化鐵，10.7g氫氧化鐵的物質的量為：$\frac{10.7g}{107g/mol}$=0.1mol，根據(jù)鐵元素守恒可知原混合物中含有鐵的質量為：56g/mol×0.1mol=5.6g，混合物中鋁的物質的量為：$\frac{11g-5.6g}{27g/mol}$=0.2mol，
A．混合物中鋁、鐵的物質的量之比=0.2mol：0.1mol=2：1，故A錯誤；
B.0.2mol鋁、0.1mol鐵完全反應轉化成硝酸鋁、硝酸銅消耗硝酸的物質的量為：（0.2mol+0.1mol）×4=1.2mol，而硝酸的物質的量為1.12mol，說明硝酸不足，反應生成的是硝酸鋁、硝酸亞鐵和硝酸鐵；混合物與稀硝酸反應后生成的亞鐵離子、鐵離子的總物質的量為0.1mol，根據(jù)電子守恒，失去電子總物質的量為：0.28mol×3-0.2mol×3=0.24mol，設生成亞鐵離子的物質的量為x，鐵離子的物質的量為y，則x+y=0.1、2x+3y=0.24，解得：y=0.04mol、x=0.06mol，0.06mol鐵離子與銅完全反應消耗銅的物質的量為：$\frac{0.04mol}{2}$=0.02mol，質量為：64g/mol×0.02mol=1.28g，故B正確；
C.0.28mol為NO，根據(jù)反應4NO+2H₂O+3O₂=4HNO₃可知，0.28molNO完全反應消耗氧氣的物質的量為：0.28mol×$\frac{3}{4}$=0.21mol，故C錯誤；
D．根據(jù)分析可知，得到的10.7g固體為氫氧化鐵，不含氫氧化鋁，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，正確判斷得到的10.7g固體組成為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．