Question

一道化学题，答案已知，求解析过程！

将2.4g Fe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体V L(硝酸被还原成NO), 若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤灼烧后称量，质量为3.6g则收集到的气体体积V值不可能是（ ）

A.0.896 B.1.10 C.1.69 D.2.24
答案为AB
首先要考虑硝酸把铁氧化成2价铁（铁过量）还是3价铁（酸过量）。
1）当为三价铁时，最后产物为Fe2O3,而镁则变成MgO,则灼烧过程吸收氧气的质量为3.6g-2.4g=1.2g，即摩尔质量为1.2g/16g每mol/2=0.0375mol,共转移电子0.0375molx4=0.15mol,这些电子实际上为硝酸得到后转化为一氧化氮，NO的摩尔质量为0.15mol/3=0.05mol所以，即1.12L。
2）当最终为2价铁时，同理可得NO的物质的量为0.896。
56g每mol×x+24g每mol×y=2.4 g
80g每mol×x+40g每mol×y=3.6g
可求出
x=0.03mol
y=0.03mol
这个网上搜来的解答看不明白，特别是NO的摩尔质量为0.15mol/3=0.05mol，0.15为什么要除以3？

Answer 1

是物质的量；
因为0.15mol是反应转移的电子数，反应中只有HNO3得到电子变成NO,1molHNO3变成1molNO得到电子=3mol;(根据化合价+5-->+2)，所以当得到0.15mol电子，产生NO=0.15/3=0.05mol;
有问题请追问~

追问

能写出整个反应中的所有方程式吗？
加入NaOH的作用是什么？能用其他碱性物质代替吗？

追答

3Mg+8HNO3(稀)=3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;
如果铁还有剩余，可以将Fe3+还原，总反应式为：
3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O

后来加入NaOH只是沉淀金属，使之变成氢氧化物；
Mg(NO3)2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaNO3;
铁离子，亚铁离子也一样；
最后灼烧将所有的氢氧化物变成氧化物，即MgO和Fe2O3;

Answer 2

因为在反应中N元素的化合价由+5变为+2，降低了3价，所以说每个N原子得到了3个电子。氧化还原反应本质是电子的得失，因此在计算中注意电子守恒的把握就会很容易解决问题

追问

能写出整个反应中的所有方程式吗？

加入NaOH的作用是什么？能用其他碱性物质代替吗？