Question

4．向500mL bmol/L稀硝酸中加入等物質(zhì)的量的鐵粉和銅粉的混合物18g，充分反應(yīng)（設(shè)HNO₃只被還原成NO）．下列有關(guān)該反應(yīng)的判斷正確的是（　�。�

• A． 若銅有剩余，則向反應(yīng)后的溶液中再滴加硫酸，銅也不能溶解
• B． 若金屬全部溶解，則反應(yīng)后的溶液中一定含有Cu²⁺、Fe³⁺離子
• C． 若鐵粉全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺離子，則b的值為0.8
• D． 若反應(yīng)后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=3：2，則產(chǎn)生的NO為5152 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

Answer 1

分析 設(shè)鐵和銅的物質(zhì)的量都為n，等物質(zhì)的量的鐵粉和銅粉的混合物18g，則56n+64n=18，解得：n=0.15mol，
A．Fe優(yōu)先反應(yīng)，若Cu有剩余，反應(yīng)后的溶液中含有硝酸根離子，滴加硫酸后，硝酸根離子在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，能夠繼續(xù)氧化銅；
B．若金屬全部溶解，F(xiàn)e的存在形式為Fe²⁺或Fe³⁺；
C．若鐵粉全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺離子，說明稀硝酸與金屬恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶質(zhì)為0.15mol硝酸銅、0.15mol硝酸亞鐵，根據(jù)電子守恒計(jì)算出生成NO的物質(zhì)的量，再根據(jù)硝酸亞鐵、硝酸銅的物質(zhì)的量計(jì)算出硝酸根離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)N原子守恒計(jì)算出稀硝酸的物質(zhì)的量，最后根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出b；
D．若反應(yīng)后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=3：2，鐵、銅的總物質(zhì)的量為0.15mol，據(jù)此可分別計(jì)算出反應(yīng)后溶液中n（Fe³⁺）、n（Fe²⁺）、n（Cu²⁺）=0.15mol，根據(jù)電子守恒可計(jì)算出生成NO的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nVm計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.23molNO的體積．

解答 解：等物質(zhì)的量的鐵粉和銅粉的混合物18g，設(shè)物質(zhì)的量為n，則：56n+64n=18，解得：n=0.15mol，
A．若Cu有剩余，反應(yīng)后的溶液中含有硝酸根離子，再滴加硫酸后銅繼續(xù)溶解，故A錯(cuò)誤；
B．若金屬全部溶解，則反應(yīng)后的溶液中含有的離子可能為Cu²⁺、Fe³⁺或Cu²⁺、Fe²⁺或Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺，故B錯(cuò)誤；
C．若鐵粉全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺離子，說明稀硝酸與金屬恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶質(zhì)為0.15mol硝酸銅、0.15mol硝酸亞鐵，根據(jù)電子守恒可知生成NO的物質(zhì)的量為：$\frac{0.15mol×2+0.15mol×2}{5-2}$=0.2mol，根據(jù)N原子守恒可知稀硝酸的物質(zhì)的量為：0.2mol+0.15mol×2+0.15mol×2=0.8mol，則硝酸的濃度為：$\frac{0.8mol}{0.5L}$=1.6mol/L，即b=1.6，故C錯(cuò)誤；
D．若反應(yīng)后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=3：2，則Cu完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶液中：n（Fe³⁺）=0.15mol×$\frac{3}{5}$=0.09mol，n（Fe²⁺）=0.15mol-0.09mol=0.06mol，n（Cu²⁺）=0.15mol，根據(jù)電子守恒可知生成NO的物質(zhì)的量為：$\frac{0.09mol×3+0.06mol×2+0.15mol×2}{5-2}$=0.23mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.23molNO的體積為：22.4L/mol×0.23mol=5.512L=5152mL，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒定律、電子守恒等在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．