Question

1．将一铁、铜混合物粉末平均分成三等份，分别加入到同浓度、不同体积的稀硝酸中，充分反应后，收集到NO气体的体积及剩余固体的质量如表 （设反应前后溶液的体积不变，气体体积已换算为标准状况时的体积）：

实验序号号	稀硝酸的体积/mL	剩余固体的质量/g	NO的体积/L
1	100	17.2	2.24
2	200	8.00	4.48
3	400	0	V

下列说法正确的是（　　）

• A． 表中 V=7.84 L
• B． 原混合物粉末的质量为25.6 g
• C． 原混合物粉未中铁和铜的物质的量之比为2：3
• D． 实验3所得溶液中硝酸的物质的量浓度为0.875 mol•L^-1

Answer 1

分析 由第一组数据可知固体有剩余．无论硝酸和什么金属反应，根据N原子守恒得，n（HNO₃）=4 n（NO），加入100 mL硝酸溶液时，n（NO）=0.1mol，则n（HNO₃）=0.4mol，所以c（HNO₃）=4mol/L，由1、2两组数据分析，两次剩余物的质量相差9.2g，此时生成2.24 LNO气体（转移0.3 mol电子），若只溶解铁，质量为8.4 g，若只溶解铜，质量为9.6 g，由此可知这9.2 g中应有Fe和Cu两种金属，所以第一次实验后剩余金属为Fe和Cu．第二次实验后剩余金属只有铜，由此分析解答．

解答 解：由第一组数据可知固体有剩余．无论硝酸和什么金属反应，根据N原子守恒得，n（HNO₃）=4 n（NO），加入100 mL硝酸溶液时，n（NO）=0.1mol，则n（HNO₃）=0.4mol，所以c（HNO₃）=4mol/L，由1、2两组数据分析，两次剩余物的质量相差9.2g，此时生成2.24 LNO气体（转移0.3 mol电子），若只溶解铁，质量为8.4 g，若只溶解铜，质量为9.6 g，由此可知这9.2 g中应有Fe和Cu两种金属，设Fe和Cu的物质的量分别为xmol和ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{56x+64y=9.2}\\{2x+2y=0.3}\end{array}\right.$，解之得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.05}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，所以9.2gk中含铁2.8g，含铜的质量为：6.4g，所以第一次实验后剩余金属为Fe和Cu，而第二次实验后剩余金属只有铜，所以每一份固体混合物的质量为：$\frac{2.24}{22.4}×3×\frac{1}{2}×56+17.2$=25.6g，其中含铁为8.4+2.8=11.2g，含铜的质量为：6.4+8=14.4g，所以铁和铜的物质的量之比为$\frac{11.2}{56}：\frac{14.4}{64}$=8：9，
A、铁和铜完全反应消耗硝酸的物质的量为：$\frac{\frac{11.2}{56}×3}{3}+\frac{\frac{14.4}{64}×2}{3}$+$\frac{11.2}{56}×3+\frac{14.4}{64}×2$=1.4mol，所以400mL的硝酸的物质的量为0.4×4=1.6mol，则硝酸过量，所以V=$\frac{\frac{11.2}{56}×3+\frac{14.4}{64}×2}{3}×22.4$=7.84L，故A正确；
B、原混合物粉末的质量为25.6 g×3=76.8g，故B错误；
C、铁和铜的物质的量之比为：$\frac{11.2}{56}：\frac{14.4}{64}$=8：9，故C错误；
D、实验3所得溶液中硝酸的物质的量浓度为$\frac{1.6-1.4}{0.4}$=0.5mol/L，故D错误；
故选A．

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，题目难度中等．