题目内容
【题目】某铜铁合金中铜和铁的物质的量之和为ymol,其中铜的物质的量分数为a,将其全部投入50mLbmol/L的硝酸溶液中,加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是( )
A. 当溶液中金属离子只有铁离子和铜离子时,则a和b的关系为b≥80y(1-a/3)
B. 若金属有剩余,在溶液中再滴入硫酸后,金属不会溶解
C. 若金属全部溶解,则溶液中一定含有铁离子
D. 若金属全部溶解,且产生336mL气体(标准状况),则b=0.3
【答案】A
【解析】
A.反应中失去电子的是铁元素和铜元素,得电子的是硝酸中的氮元素,得失电子数目相同;B.溶液中有硝酸根离子时,再加入硫酸,溶液具有强氧化性,金属能溶解;C.金属全部溶解,铁元素在溶液中可能以Fe2+形式存在;D.若金属全部溶解,失去电子的是铁元素和铜元素,得电子的是硝酸中的氮元素,反应中硝酸起氧化剂、酸性作用,根据氮元素守恒计算起氧化剂作用的硝酸的量。
A.根据铁和铜与硝酸的反应,体现酸性的硝酸生成了Fe(NO3)3和Cu(NO3)2,为3y(1a)mol+2yamol=(3yya)mol,作氧化剂的硝酸得到的电子数目等于Fe、Cu失去的电子数目,由于NO是唯一的还原产物,所以作氧化剂的硝酸为mol,所以硝酸的总物质的量为(3yya)mol +mol=mol,硝酸的物质的量浓度为c(HNO3)==80y(1-)mol/L,因为硝酸还可能有剩余,所以b≥80y(1a/3),故A正确;
B.若金属有剩余,因溶液中有硝酸根离子,在溶液中再滴入硫酸后,氢离子和硝酸根离子可继续氧化剩余的金属,故B错误;
C.当铁的量较多时,可以将生成的铁离子再还原为亚铁离子,溶液中不一定含有Fe3+,故C错误;
D.硝酸中氮元素的化合价由+5价降低到+2价,当产生336mL(标准状况)即0.015mol一氧化氮时,转移电子的物质的量为0.015mol×(52)=0.045mol,作氧化剂的硝酸为0.015mol,所以作氧化剂的硝酸的物质的量浓度为0.015mol÷0.05L=0.3mol/L,因还有一部分硝酸体现了酸性,所以硝酸的物质的量浓度大于0.3mol/L,即b>0.3,故D错误,答案选A。