Question

铁粉和镁粉的均匀分成四等份，分别加入等浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表（设硝酸的还原产物只有NO）

编号	①	②	③	④
稀硝酸体积/mL	100	200	300	400
剩余金属/g	12.0	8.4	0	0
NO体积/mL	2240	4480	6720	V

下列计算结果不正确的是（　　）

• A、①中溶解了3.6g Mg
• B、原混合物总质量为62.4g
• C、硝酸的浓度为4mol?L^-1
• D、④中V=6720

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：实验①、②都有金属剩余，则反应后的溶液中不可能含有硝酸铁，溶液中金属离子为亚铁离子和镁离子，实验②是在实验①的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为：12.0g-8.4g=3.6g，生成NO的体积为2240mL，NO的物质的量为：

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根据电子转移守恒可知，参加反应金属的物质的量为：0.1mol×（5-2）×

1

2

=0.15mol，参加反应金属的摩尔质量为：

3.6g

0.15mol

=24g/mol，故实验②只有Mg参加反应，则实验①只有Mg参与反应，根据NO的体积结合方程式计算参加反应Mg的物质的量、硝酸的物质的量，根据m=nM计算参加反应Mg的质量，根据c=nV计算硝酸的物质的量浓度；
在实验②的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为8.4g，生成NO的体积为：4480mL、-2240mL=2240mL，物质的量为：

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，若该过程只有Fe参加反应，根据电子转移守恒，则Fe的物质的量0.15mol，Fe的质量8.4g，恰好等于参加反应金属的质量，故反应③只有Fe反应，且生成的是亚铁离子，反应④中进入硝酸，0.15mol亚铁离子被氧化成铁离子，失去0.15mol电子，生成NO的物质的量为：

0.15mol

3

=0.05mol，标况下0.05molNO的体积为1120mL，则V=6720mL+1120mL=7840mL，据此进行解答．

解答： 解：根据题给数据可知，实验①、②都有金属剩余，则反应后的溶液中不可能含有硝酸铁，溶液中金属离子为亚铁离子和镁离子，实验②是在实验①的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为：12.0g-8.4g=3.6g，生成NO的体积为2240mL，NO的物质的量为：

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根据电子转移守恒可知，参加反应金属的物质的量为：0.1mol×（5-2）×

1

2

=0.15mol，参加反应金属的摩尔质量为：

3.6g

0.15mol

=24g/mol，故实验②只有Mg参加反应，则实验①只有Mg参与反应，根据NO的体积结合方程式计算参加反应Mg的物质的量、硝酸的物质的量，根据m=nM计算参加反应Mg的质量，根据c=nV计算硝酸的物质的量浓度；
在实验②的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为8.4g，生成NO的体积为：4480mL、-2240mL=2240mL，物质的量为：

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，若该过程只有Fe参加反应，根据电子转移守恒，则Fe的物质的量0.15mol，Fe的质量8.4g，恰好等于参加反应金属的质量，故反应③只有Fe反应，且生成的是亚铁离子，反应④中进入硝酸，0.15mol亚铁离子被氧化成铁离子，失去0.15mol电子，生成NO的物质的量为：

0.15mol

3

=0.05mol，标况下0.05molNO的体积为1120mL，则V=6720mL+1120mL=7840mL，
A．根据上述分析可知，实验①发生反应3Fe+8HNO₃═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成NO的物质的量为0.1mol，根据方程式可知，参加反应Mg的物质的量为0.15mol，质量为3.6g，故A正确；
B．由上述分析可知，实验②中参加反应的金属为Mg，Fe没有参加反应，则实验①中只有镁反应，参加反应的镁的物质的量为0.15mol，质量为：24g/mol×0.15mol=3.6g，每份金属的质量为：3.6g+12g=15.6g，原混合金属的总质量为：15.6g×4=62.4g，故B正确；
C、根据上述分析可知，实验①发生反应3Fe+8HNO₃═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成NO的物质的量为0.1mol，根据方程式可知，参加反应的硝酸的物质的量为0.4mol，故硝酸的物质的量浓度：

0.4mol

0.1L

4mol/L，故C正确；
D．根据分析可知，V=7840mL，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，根据题中数据分析每次实验中参加反应金属成分为解答关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．