Question

将Fe和Cu的混合粉末加入到100 mL 4 mol/L稀硝酸中充分反应后：

(1)若反应后有Cu剩余，则此溶液中一定有的阳离子是 ，可能有的阳离子是 。

(2)若反应后的溶液中有Fe3＋，则溶液中一定含有的阳离子是 ，可能含有的阳离子是 。

(3)如果反应后的溶液中无金属剩余，则加入的金属质量最大为 。

(4)如果加入的Fe和Cu的质量比为7∶8，则使HNO3完全反应的金属最小质量为 。

 

Answer 1

(1)Fe2＋　Cu2＋

(2)Cu2＋　Fe2＋或H＋

(3)9.6 g

(4)7.2 g

【解析】本题中要注意的是稀HNO3将铁和铜氧化时的反应顺序：①与Fe反应生成Fe3＋；②与Cu反应生成Cu2＋；③Fe3＋与Fe反应生成Fe2＋。(1)若反应后有Cu剩余，则此溶液中一定有的阳离子是Fe2＋，可能有的阳离子是Cu2＋；(2)若反应后有Fe3＋，则此溶液中一定有的阳离子是Cu2＋，可能有的阳离子是Fe2＋或H＋，而这两者不能同时大量存在；(3)由上述的三个过程可知，只发生与铜的反应时所需的金属质量是最大的，由3Cu～8HNO3可解得需Cu的质量最大为9.6 g；(4)因要求金属质量要最小，所以加入的铁要尽量多地耗酸，所以生成的是Fe3＋，加入的Fe与Cu的质量比为7∶8，得到两者的物质的量之比为1∶1，根据Fe～4HNO3,3Cu～8HNO3可解得需金属的物质的量各为0.06 mol，从而可得金属的质量为7.2 g。