Question

11．将9g铜和铁的混合物投入100mL稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下1.12LNO，剩余4.8g金属；继续加入100mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12LNO．若向反应后的溶液加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法不正确的是（　　）

• A． 该硝酸的物质的量浓度为2.0mol/L
• B． 第一次剩余的4.8g金属为铜
• C． 向反应后的溶液中再加入稀硝酸40mL，得到的NO在标准状况下的体积为0.56L
• D． 向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液，充分反应后，过滤，将滤渣洗涤、干燥、灼烧，得到固体质量为12g

Answer 1

分析 整个过程可以看作是9g铜和铁混合物与200mL硝酸反应生成0.1mol NO，金属完全溶解，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明生成硝酸亚铁、硝酸铜，且硝酸完全反应，发生的反应方程式为：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，设铁为x mol，铜为ymol，根据二者质量与生成NO的体积列方程，再结合选项解答．

解答 解：整个过程可以看作是9g铜和铁混合物与200mL硝酸反应生成0.1mol NO，金属完全溶解，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明生成硝酸亚铁、硝酸铜，且硝酸完全反应，发生的反应方程式为：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，设铁为x mol，铜为ymol，根据二者质量与生成NO的体积列方程，有：56x+64y=9、$\frac{2}{3}$（x+y）=$\frac{2.24}{22.4}$，联立方程，解得：x=0.075mol、y=0.075mol，
A．根据方程式可知，n（HNO₃）=0.075mol×$\frac{8}{3}$=0.2mol，稀硝酸的物质的量浓度为：$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，故A正确；
B.9g混合物中含铁质量为0.075mol×56g/mol=4.2g，含铜质量为0.075mol×64g/mol=4.8g，故第一次剩余金属4.8g为Cu的质量，故B正确；
C．再加入40mL该稀硝酸，亚铁离子与硝酸反应生成NO与硝酸铁，溶液中亚铁离子为0.075mol，氢离子为：2mol/L×0.04L=0.08mol，根据反应3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知，0.075mol Fe²⁺完全反应消耗氢离子的物质的量为：0.075mol×$\frac{4}{3}$=0.1mol＞0.08mol，说明氢离子不足，生成NO的体积按照氢离子的物质的量计算，则生成NO的物质的量为：0.08mol×$\frac{1}{4}$=0.02mol，标况下NO的体积=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，故C错误；
D．向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液，充分反应后，过滤，将滤渣洗涤、干燥、灼烧，最终得到的是氧化铁、CuO，根据Fe、Cu原子守恒可知生成氧化铁为0.075mol×$\frac{1}{2}$=0.0375mol，生成CuO为0.075mol，则得到固体质量为：160g/mol×0.0375mol+80g/mol×0.075mol=12g，故D正确；
故选C．

点评 本题考查混合物的有关计算，题目难度中等，利用整体法解答及判断最终的产物是关键，避免了过程法的繁琐，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．