Question

取质量均为m g的铁铜混合物四份，分别加入同浓度，不同体积的稀硝酸充分反应，在标准状况下生成NO（设还原产物只有一种）体积与剩余固体金属的质量如表．下列判断不正确的是（　　）

实验编号	1	2	3	4
稀HNO3体积（mL）	100	200	300	400
剩余金属质量（g）	9.0	4.8	0	0
NO体积（L）	1.12	2.24	3.36	V

• A、实验1中溶解的金属是铁且质量为4.2g
• B、实验2中4.8g金属的组成是铁与铜
• C、实验4发生反应的离子方程式：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
• D、实验4中V的数值为4.48

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：由表中数据可知，实验1、2都有金属剩余，则溶液中不可能含有硝酸铁，溶液中金属离子为+2价，在实验1的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为9g-4.8g=4.2g，生成NO的体积为2.24L-1.12L=1.12L，NO物质的量为0.05mol，根据电子转移守恒可知，参加反应金属的物质的量为

0.05mol×(5-2)

2

=0.075mol，参加反应金属的平均摩尔质量为

4.2g

0.075mol

=56g/mol，故该过程只有Fe参加反应，则实验1只有Fe参与反应；
在实验2的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为4.8g，生成NO的体积为3.36L-2.24L=1.12L，NO物质的量为0.05mol，若该过程只有Cu参加反应，根据电子转移守恒，则Cu的物质的量=

0.1mol×(5-2)

2

=0.075mol，Cu的质量=0.075mol×64g/mol=4.8g，等于参加反应金属的质量，故该过程只有Cu反应，且Cu恰好完全反应，故加入200mL硝酸时，Fe恰好反应生成硝酸亚铁，在实验3的基础上再加入100mL硝酸，为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO，据此解答．

解答： 解：由表中数据可知，实验1、2都有金属剩余，则溶液中不可能含有硝酸铁，溶液中金属离子为+2价，在实验1的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为9g-4.8g=4.2g，生成NO的体积为2.24L-1.12L=1.12L，NO物质的量为0.05mol，根据电子转移守恒可知，参加反应金属的物质的量为

0.05mol×(5-2)

2

=0.075mol，参加反应金属的平均摩尔质量为

4.2g

0.075mol

=56g/mol，故该过程只有Fe参加反应，则实验1只有Fe参与反应；
在实验2的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为4.8g，生成NO的体积为3.36L-2.24L=1.12L，NO物质的量为0.05mol，若该过程只有Cu参加反应，根据电子转移守恒，则Cu的物质的量=

0.1mol×(5-2)

2

=0.075mol，Cu的质量=0.075mol×64g/mol=4.8g，等于参加反应金属的质量，故该过程只有Cu反应，且Cu恰好完全反应，故加入200mL硝酸时，Fe恰好反应生成硝酸亚铁，在实验3的基础上再加入100mL硝酸，为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO，
A．由上述分析可知，实验①发生反应3Fe+8HNO₃═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成NO的物质的量为

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，根据方程式可知，参加反应的Fe的物质的量为0.05mol×

3

2

=0.075mol，故参加反应Fe的质量=0.075mol×56g/mol=4.2g，故A正确；
B．由上述分析可知，实验2中4.8g金属为Cu，故B错误；
C．实验4发生反应为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO，反应离子方程式为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故C正确；
D．Fe完全溶解生成NO为2.24L，物质的量为0.1mol，根据电子转移守恒，溶液中n（Fe²⁺）=

0.1mol×(5-2)

2

=0.15mol，由3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知生成NO为0.15mol×

1

3

=0.05mol，故生成NO的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故V=3.36+1.12=4.48，故D正确；
故选B．

点评：本题考查混合物的有关计算，根据表中数据判断各阶段发生的反应是解题关键，侧重对学生综合能力的考查，本题过程复杂、计算量较大，为易错题目，难度较大．