题目

1.现有某金属的硝酸盐2.160克,充分加热分解生成金属氧化物0.960克和NO2与O2的混合气体0.027mol,将混合气体用水充分吸收后仍有0.004mol气体剩余.
（1）求混合气体中NO2、O2各多少摩尔?
（2）求该硝酸盐的化学式.
2.18.4克NaOH和NaHCO3的固体混合物,在密闭容器中加热至约250摄氏度,经充分反应后排出气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6克,试计算原混合物中NaOH的质量分数.
3.向由铝粉与过氧化钠组成的混合物中加入足量水,当反应停止后溶液澄清,共收集到气体3.5克.向所得澄清溶液中滴加3.5mol/L的盐酸200mL,溶液先澄清,然后出现白色沉淀,最后沉淀恰好溶解.求原混合物中铝和过氧化钠各多少克?
4.在加热的条件下,使9.6克铁和氧化铁的混合物与氢气反应,反应一段时间后有部分氧化铁被还原,同时生成0.54克水.将反应后的固体混合物再与足量的稀盐酸反应,可得到0.25克氢气.求原混合物中含有多少克氧化铁?
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提问时间：2020-10-14

答案

金属为铁
其化学方程式为:4Fe(NO3)2== 2Fe2O3 + 8NO2 ↑ + O2↑
解:NO2和O2共0.027mol,其质量为:2.16g-0.0960g.计算得NO2和O2的物质的量分别为0.024mol 0.003mol
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.NaHCO3参与的反应可能有两个：
1.n(NaOH)≥n(NaHCO3),反应是NaOH + NaHCO3 =Na2CO3 +H2O
在300℃,H2O以气态形式脱离,按反应关系,质量减少18g,NaHCO3就减少84g,按题目条件,质量减少1.8g,所以NaHCO3的质量是8.4g,所以NaOH的质量是10g,n(NaOH)=0.25mol,大于NaHCO3的物质的量.所以NaOH的质量分数是10/18.4 *100%=54.35%.
2.n(NaOH)≤n(NaHCO3),则反应包含了NaHCO3的分解,既放出的气体中有CO2,则无合理解,所以只有n(NaOH)≥n(NaHCO3)时有合理解,所以NaOH的质量分数是54.36%.
2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
即过氧化钠与水、铝和氢氧化钠溶液反应共生成3.5克气体.
最后生成的是氯化钠和氯化铝
盐酸含氯离子0.02*3.5=0.07摩尔
设有过氧化钠X摩尔,有铝Y摩尔,则有
32×0.5X+2×1.5Y=3.5
2X+3Y=0.07
无解,估计输入错误,盐酸体积为200mL,按此计算
解得：X=0.2（摩尔）,Y=0.1（摩尔）
所以过氧化钠有15.6克,铝有2.7克.
4.设固体中Fe为X克
Fe ~ H2
56 2
X 0.25
X=7克
设反应生成的Fe为Y克
Fe2O3+3H2==2Fe+3H2O
112 54
Y 0.54
Y=1.12克
所以原来混合物中Fe为7-1.12=5.88克
原氧化铁为9.6-5.88=3.72克