Question

某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50mL b mol?L^-1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、若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，Fe又开始溶解，Cu不溶解
• B、若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe³⁺
• C、若金属全部溶解，且产生336 mL气体（标准状况），则b=0.3
• D、当溶液中金属离子只有Fe³⁺、Cu²⁺时，则a与b的关系为：b≥80y（1-a/3）

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：A．溶液中有硝酸根时，再加入酸，溶液具有强氧化性，金属铁、铜都能溶解；
B．金属全部溶解，Fe可能以Fe²⁺形式存在；
C．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N元素守恒计算起氧化剂作用的硝酸的浓度，据此判断；
D．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．

解答： 解：A．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A错误；
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B错误；
C．硝酸中N元素的化合价由+5价到+2价，当产生336mL（标准状况），即0.015molNO时，显示氧化性的硝酸为0.015mol，所以起氧化剂的硝酸的浓度c=

0.015mol

0.05L

=0.3mol/L，还有一部分硝酸显示了酸性，则b＞0.3，故C错误；
D．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3y（1-a）mol+2yamol=（3y-ya）mol，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：

3y(1-a)+2ya

3

mol=

(3y-ya)

3

mol，硝酸总物质的量为：（3y-ya）mol+

(3y-ya)

3

mol=

4y(1-a)

3

mol，硝酸的浓度为：c（HNO₃）=

4y(1-a)mol 3

0.05L

=80y（1-

a

3

），因为硝酸还可能剩余，所以b≥80y（1-

a

3

），故D正确；
故选D．

点评：本题考查氧化还原反应的计算，题目难度中等，注意掌握质量守恒定律、电子守恒在化学计算中的应用，明确有关氧化还原反应的计算方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．