Question

4．向500mL bmol/L稀硝酸中加入等物质的量的铁粉和铜粉的混合物18g，充分反应（设HNO₃只被还原成NO）．下列有关该反应的判断正确的是（　　）

• A． 若铜有剩余，则向反应后的溶液中再滴加硫酸，铜也不能溶解
• B． 若金属全部溶解，则反应后的溶液中一定含有Cu²⁺、Fe³⁺离子
• C． 若铁粉全部转化为Fe²⁺离子，则b的值为0.8
• D． 若反应后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=3：2，则产生的NO为5152 mL（标准状况）

Answer 1

分析 设铁和铜的物质的量都为n，等物质的量的铁粉和铜粉的混合物18g，则56n+64n=18，解得：n=0.15mol，
A．Fe优先反应，若Cu有剩余，反应后的溶液中含有硝酸根离子，滴加硫酸后，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能够继续氧化铜；
B．若金属全部溶解，Fe的存在形式为Fe²⁺或Fe³⁺；
C．若铁粉全部转化为Fe²⁺离子，说明稀硝酸与金属恰好完全反应，反应后溶质为0.15mol硝酸铜、0.15mol硝酸亚铁，根据电子守恒计算出生成NO的物质的量，再根据硝酸亚铁、硝酸铜的物质的量计算出硝酸根离子的物质的量，再根据N原子守恒计算出稀硝酸的物质的量，最后根据c=$\frac{n}{V}$计算出b；
D．若反应后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=3：2，铁、铜的总物质的量为0.15mol，据此可分别计算出反应后溶液中n（Fe³⁺）、n（Fe²⁺）、n（Cu²⁺）=0.15mol，根据电子守恒可计算出生成NO的物质的量，再根据V=nVm计算出标准状况下0.23molNO的体积．

解答 解：等物质的量的铁粉和铜粉的混合物18g，设物质的量为n，则：56n+64n=18，解得：n=0.15mol，
A．若Cu有剩余，反应后的溶液中含有硝酸根离子，再滴加硫酸后铜继续溶解，故A错误；
B．若金属全部溶解，则反应后的溶液中含有的离子可能为Cu²⁺、Fe³⁺或Cu²⁺、Fe²⁺或Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺，故B错误；
C．若铁粉全部转化为Fe²⁺离子，说明稀硝酸与金属恰好完全反应，反应后溶质为0.15mol硝酸铜、0.15mol硝酸亚铁，根据电子守恒可知生成NO的物质的量为：$\frac{0.15mol×2+0.15mol×2}{5-2}$=0.2mol，根据N原子守恒可知稀硝酸的物质的量为：0.2mol+0.15mol×2+0.15mol×2=0.8mol，则硝酸的浓度为：$\frac{0.8mol}{0.5L}$=1.6mol/L，即b=1.6，故C错误；
D．若反应后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=3：2，则Cu完全反应，反应后溶液中：n（Fe³⁺）=0.15mol×$\frac{3}{5}$=0.09mol，n（Fe²⁺）=0.15mol-0.09mol=0.06mol，n（Cu²⁺）=0.15mol，根据电子守恒可知生成NO的物质的量为：$\frac{0.09mol×3+0.06mol×2+0.15mol×2}{5-2}$=0.23mol，标准状况下0.23molNO的体积为：22.4L/mol×0.23mol=5.512L=5152mL，故D正确；
故选D．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握质量守恒定律、电子守恒等在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．