题目内容

12.已知三价铁离子的氧化性比铜离子强.现将a mol 铁和b mol铜的混合物与含有c mol HNO3的稀释溶液充分反应,设还原产物为NO.下列结论:
①若剩余金属0.5a mol,则氧化产物为一种或二种;
②若只有二种氧化产物,被还原的硝酸物质的量为0.25c mol;
③若有三种氧化产物,被还原的硝酸物质的量为0.25c mol;
④若只有一种氧化产物,则3c=8a.
其中正确的组合是(  )
A.①②B.③④C.①③D.只有②

分析 还原性Fe>Cu,则稀硝酸不足时铁优先反应生成硝酸亚铁:3Fe+8HNO3=3Fe(NO32+2NO↑+4H2O,若硝酸有剩余,则铜参与反应:3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,若硝酸足量,则亚铁离子被氧化生成铁离子,发生总反应为:Fe+4HNO3=Fe(NO33+NO↑+2H2O,据此对各选项进行判断.

解答 解:①若剩余金属0.5a mol,该金属可能为铁或铜,若为铁,则溶质为硝酸亚铁,若为铜,则氧化产物可能为硝酸亚铁和硝酸铜,故①正确;
②若只有二种氧化产物,氧化产物可能为硝酸亚铁和硝酸铜或硝酸铜和硝酸铁,硝酸可能过量,稀硝酸不一定完全反应,则无法计算被还原的硝酸的量,故②错误;
③若有三种氧化产物,氧化产物为硝酸铜、硝酸铁和硝酸亚铁,说明硝酸完全反应,根据反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O、3Fe+8HNO3=3Fe(NO32+2NO↑+4H2O、Fe+4HNO3=Fe(NO33+NO↑+2H2O可知,被还原的硝酸的物质的量为cmol×$\frac{1}{4}$=0.25cmol,故③正确;
④若只有一种氧化产物,说明铁过量,铜没有参与反应,反应后溶质为硝酸亚铁,但是amol铁不一定完全反应,无法确定a与c的关系,故④错误;
故选C.

点评 本题考查了混合物反应的计算,题目难度中等,明确发生反应原理及反应的先后顺序为解答关键,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力.

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