Question

现有Fe、Cu组成的合金共有amol，其中铜的物质的量分数为x，研成粉末后全部投入含bmol HNO₃的稀溶液中，微热使其充分反应，且HNO₃的还原产物只有NO．试回答下列问题：

(1)用粒子符号填写下列空白(列举出全部可能出现的情况)．

(2)当溶液中的金属离子只有Fe²⁺、Cu²⁺时，则b的取值范围是________(用a、x表示)．

(3)当x=0.5，溶液中Fe³⁺和Fe²⁺物质的量相等时，在标准状况下共产生672mLNO气体，求a、b的值．

 

Answer 1

答案：
解析：

解析：本题是合金与HNO3的反应，涉及的方程式比较多，关键是确立反应的先后顺序，由还原性强弱的顺序Fe＞Cu＞Fe2+可知，反应的先后顺序为 ①3Fe+8HNO3====3Fe(NO3)2+2NO+4H2O ②3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+2NO+4H2O ③3Fe(NO3)2+4HNO3====3Fe(NO3)3+NO+2H2O a．当①反应时HNO3不足，残留固体为Fe和Cu，溶液中仅含有Fe2+； b．当①恰好完全反应时，残留固体为Cu，溶液中仅含Fe2+； c．当①反应后HNO3有余，发生②反应时HNO3不足，则残留固体为Cu，溶液中有Fe2+，Cu2+； d．当②恰好完全反应时，残留固体为零，溶液中含Cu2+，Fe2+； e．当①②反应后HNO3有余，③反应时HNO3不足，则无残留固体，溶液中有Fe2+、Cu2+、Fe3+； f．当③恰好反应时，无残留固体，溶液中含Cu2+，Fe3+； g．当③反应时，HNO3有余，无残留固体，溶液中含Cu2+，Fe3+． 由以上分析可知，当溶液中仅含Fe2+、Cu2+时发生c和d的反应．由反应方程式可得b的取值范围为(1-x)＜b≤． 当溶液中有Fe3+和Fe2+时，发生第e步反应，根据得失e-守恒求出a=0.04mol，再由N守恒可求出b=0.12． 答案：(1) 1                 2                 3                      4                      5                               6 Fe、Cu       Cu               Cu                   无                    无                             无 Fe2+            Fe2+             Fe2+、Cu2+       Fe2+、Cu2+       Fe2+、Fe3+、Cu2+       Fe3+、Cu2+ (2)(1-x)＜b≤ (3)a=0.04，b=0.12． 与生活中高能电池联系，考查学生灵活运用知 识的能力．