Question

10．将9g铜和铁的混合物投入100mL稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下1.12LNO，剩余4.8g金属；继续加入100mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12LNO．若向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是（　　）

• A． 原混合物中铜和铁各0.065mol
• B． 稀硝酸的物质的量浓度为4.0mol•L^-1
• C． 第一次剩余的4.8g金属为铜和铁
• D． 向反应后的溶液中再加入该稀硝酸100mL，又得到NO在标准状况下的体积为0.56 L

Answer 1

分析 整个过程可以看作是9g铜和铁混合物与200mL硝酸反应生成0.1mol NO，金属完全溶解，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明生成硝酸亚铁、硝酸铜，且硝酸完全反应，发生的反应方程式为：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，设铁为x mol，铜为ymol，根据二者质量与生成NO的体积列方程，再结合选项解答．
A．根据上述计算确定混合物中铜和铁的物质的量；
B．根据NO的体积，结合方程式计算硝酸物质的量，进而计算硝酸浓度；
C．计算混合物中Fe、Cu质量进行判断；
D．向反应后的溶液中再加入该稀硝酸100 mL，亚铁离子与硝酸反应生成NO与硝酸铁，根据电子转移守恒计算．

解答 解：A．整个过程可以看作是9g铜和铁混合物与200mL硝酸反应生成0.1mol NO，金属完全溶解，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明生成硝酸亚铁、硝酸铜，且硝酸完全反应，发生的反应方程式为：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，设铁为x mol，铜为ymol，根据二者质量与生成NO的体积列方程，则：56x+64y=9、$\frac{2}{3}$（x+y）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$，联立方解得：x=0.075mol、y=0.075mol，
A．由上述分析可知，原混合物中铜和铁各0.075mol，故A错误；
B．根据方程式可知，n（HNO₃）=4n（NO）=0.4mol，稀硝酸的物质的量浓度为$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，故B错误；
C．9g混合物中含铁质量为：0.075mol×56g/mol=4.2g，含铜质量为0.075mol×64g/mol=4.8g，故第一次剩余金属4.8g为Cu的质量，故C错误；
D．再加入100mL该稀硝酸，亚铁离子与硝酸反应生成NO与硝酸铁，溶液中亚铁离子为0.075mol，根据电子转移守恒可知，亚铁离子完全反应，所以再加硝酸得NO为$\frac{0.075mol×1}{3}$=0.025mol，其体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L，故D正确；
故选D．

点评 本题考查混合物的有关计算，题目难度中等，利用整体法解答及判断最终的产物是关键，避免了过程法的繁琐，侧重对学生分析能力及化学计算能力的考查．