Question

现有一定量的铁粉和铜粉的混合物，将其平均分成四份，分别加入同浓度不同体积的稀硝酸，充分反应后，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如表所示（假设硝酸的还原产物只有NO一种）． 编号 ① ② ③ ④ 稀硝酸体积/mL 100 200 300 400 剩余金属/g 18.0 9.6 0 0 NO体积/mL 2240 4480 6720 V 根据上表中的数据计算分析，下列推断正确的是（　　）

A．①中溶解了5.6 g Fe

B．②中溶解了9.6 g Cu

C．硝酸的物质的量浓度为4 mol?L^-1

D．④中V=6720

Answer 1

分析：①金属铁的活泼性强于铜，根据金属铁和硝酸发生反应的情况来书写；
②先判断酸是否完全反应，再根据金属活动性判断反应的金属及生成的金属离子价态，根据1、2两组数据，结合采用极限法分析，确定剩余固体的成分，据此来计算即可．

解答：解：先是Fe与硝酸反应，生成硝酸铁，如果有铜或是铁剩余，都会与硝酸铁反应，而生成硝酸亚铁，然后再是铜与稀硝酸反应，①②中硝酸都是少量的，金属是过量的，可以用①②的差值计算，3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
设②中反应Fe的物质的量为x mol，Cu的物质的量为y mol，则
2x+2y=3

(4480-2240)×10-3

22.4

    56x+64y=18-9.6
解得：x=0.15，y=0
说明②中只有铁发生反应，而又根据铁先跟稀硝酸反应，铜再跟稀硝酸反应可知，①中也是消耗的铁，而没有铜．
根据反应①3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
     0.15mol   0.4mol            0.1mol
 HNO₃浓度即为

0.4mol

0.1L

=4mol/L
③中反应假设酸与金属恰好完全反应（即还是生成硝酸亚铁）
得Fe为0mol，金属Cu为0.15mol，此时消耗HNO₃为1.2mol，假设与实际消耗稀硝酸的量相符，假设成立，因而得到，反应总的Fe为8.4+8.4=16.8g，Cu为9.6g，③中金属已无剩余，④中就应有硝酸铁生成，即酸过量，据反应Fe+4HNO₃（稀）=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
所以n（NO）=

16.8

56

+

2

3

×

9.6

64

=0.4mol，所以V=8960．
故选C．

点评：本题考查了硝酸的性质，分析本题要注意以下几点：
1、正确判断铁与硝酸反应生成离子的价态是解（1）的关键；
2、极限法是解（2）的好方法．
该题综合性强，难度大，注意解题方法的合理应用．