Question

18．已知某铜、铁合金中铜和铁的物质的量之和为amol，其中Cu的物质的量分数为b，将其全部投入到50mL c mol•L^-1的硝酸溶液中，加热使HNO₃完全反应（假设NO是唯一的还原产物）．则下列说法正确的是（　　）

• A． 若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe³⁺
• B． 若金属有剩余，向溶液中再滴入硫酸后，金属不会发生溶解
• C． 当溶液中金属离子只含有Fe³⁺、Cu²⁺时，则c与a、b的关系为：c=80a$\frac{1-b}{3}$
• D． 若金属全部溶解，且产生336mL气体（标准状况），则c=0.3

Answer 1

分析 A．金属全部溶解，Fe可能以Fe²⁺形式存在；
B．溶液中有硝酸根时，再加入酸，溶液具有强氧化性，金属能溶解；
C．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；
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，得失电子数目相同．

解答 解：A．B．当铁的量较多时，可以将生成的三价铁再还原为亚铁，溶液中不一定含有Fe³⁺，故A错误；
B．若金属有剩余，说明溶液中有硝酸根，在溶液中再滴入硫酸后，相当于又存在了硝酸，金属均能溶解，故B错误；
C．根据铁和铜与硝酸的反应，作酸性的硝酸在Fe（NO₃）₃和Cu（NO₃）₂中，为3a（1-b）+2abmol，作氧化性的硝酸，得到的电子等于Fe、Cu失去的电子，由于NO是唯一的还原产物，所以作氧化性的硝酸为$\frac{[3a（1-b）+2ab]}{3}$mol，所有硝酸的总量为4×$\frac{[3a（1-b）+2ab]}{3}$mol=4a×（1-$\frac{b}{3}$）mol，c（HNO₃）=$\frac{4a（1-\frac{b}{3}）mol}{0.05L}$=80a（1-$\frac{b}{3}$），故C正确；
D．硝酸中的化合价由+5价到+2价，得到3mol电子，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×（5-2）=0.045mol，显示氧化性的硝酸为0.015mol，还有一部分硝酸显示了酸性，所以硝酸的浓度c＞$\frac{0.015mol}{0.05L}$=0.3mol/L，故D错误；
故选C．

点评 本题考查氧化还原反应的计算、混合物反应的计算，题目难度中等，注意物质氧化性、还原性的比较，结合质量守恒和得失电子守恒计算，试题培养了学生的化学计算能力．