实验序号 | A | B | C | D | E |
硝酸溶液体积 | 100ml | 200mL | 300mL | 400mL | 500mL |
剩余固体的质量 | 17.2g | 8g | 0g | 0g | 0g |
气体体积 | 2.24L | 4.48L | 6.72L | 7.84L | 7.84L |
分析 (1)由A、B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0.15 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A组实验后剩余金属为Fe和Cu,B组实验后剩余金属只有Cu;
(2)假设在实验A的基础上再加入100mL硝酸溶液溶解的9.2g金属中Fe、Cu物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量及转移电子守恒列方程计算,混合物中Cu的质量为剩余金属(Cu)的质量与反应Cu的质量之和,再结合实验D及电子守恒计算出每份混合物中含有铁的物质的量;
(3)根据C组中属于金属为0可知铜完全反应,则铜完全转化成铜离子;再根据电子守恒计算出C中含有的亚铁离子、铁离子的物质的量,最后计算出其物质的量之比.
解答 解:(1)由A、B两组数据分析,两次剩余物的质量相差为:17.2g-8g=9.2g,此时生成2.24 LNO气体,NO的物质的量为:$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,转移电子为:0.1mol×(5-2)=0.3 mol电子,若只溶解铁,根据电子守恒,溶解铁的质量为:56g/mol×$\frac{0.3mol}{2}$=8.4 g;若只溶解铜,质量为:64g/mol×$\frac{0.3mol}{2}$=9.6 g,由此可知溶解的9.2 g金属为Fe和Cu的混合物,所以A组实验后剩余金属为Fe和Cu,B组实验后剩余金属只有Cu,
故答案为:Fe、Cu;Cu;
(2)设在实验A的基础上再加入100mL硝酸溶液溶解的9.2g金属中Fe、Cu物质的量分别为xmol、ymol,则:
由质量可得:56x+64 y=9.2
根据电子转移守恒可得:2(x+y)=3×0.1,
解得:x=0.05、y=0.1,
故混合物中Cu的物质的量为0.1mol,则每次所取混合物中铜物质的量为:0.1mol+$\frac{8g}{64g/mol}$=0.225mol,
根据实验D和E可知,最终生成NO的体积为7.84L,物质的量为:$\frac{7.84L}{22.4L/mol}$=0.35mol,得到电子总物质的量为:0.35mol×3=1.05mol,
0.225mol铜完全反应失去0.45mol电子,由于硝酸足量实验D中铁完全变成铁离子,根据电子守恒,混合物中含有Fe的物质的量为:$\frac{1.05mol-0.45mol}{3}$=0.20mol,
所以实验中每次所取混合物中铁的物质的量为0.20mol,
故答案为:0.20.
(3)根据(2)的计算可知,每份混合金属中含有0.2molFe、0.225molCu,由于C中金属完全反应,则0.225mol铜完全反应生成0.225molCu2+;
根据实验D中仍然生成NO气体可知C中一定含有Fe2+,设C中含有Fe2+、Fe3+的物质的量分别为x、y,根据铁元素的物质的量可得:x+y=0.20,根据电子守恒可知:2x+3y+0.225×2=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$×3,联立解得:x=0.15mol、y=0.05mol,
所以实验C中含有的Fe2+、Cu2+、Fe3+的物质的量之比为:n(Fe2+):n(Cu2+):n(Fe3+)=0.15mol:0.225mol:0.05mol=6:9:2,
故答案为:Fe2+、Cu2+、Fe3+;n(Fe2+):n(Cu2+):n(Fe3+)=6:9:2.
点评 本题考查混合物计算、硝酸性质,题目难度中等,明确发生的反应判断反应进行程度是解题关键,(1)中注意利用极限法进行解答,试题培养了学生的分析能力及化学计算能力.
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹 | |
B. | 在一定条件下可实现下列转化MgCl2(溶液)→Mg(OH)2→MgO | |
C. | 通过置换反应可实现由Mg到MgO的转化 | |
D. | 镁与稀硝酸反应的离子方程式为:Mg+2H+═Mg+H2↑ |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 在水电离出的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液中下列离子一定能大量共存:Na+、CO32-、Cl-、K+ | |
B. | 氢氧根离子浓度相同的氢氧化钠溶液和氨水导电能力相同 | |
C. | K2SO3溶液中c(K+)与c(SO32-)之比为2:1 | |
D. | 硫酸是强电解质,故纯硫酸能导电 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | σ键是由两个p电子“肩并肩”重叠形成的 | |
B. | σ键和π键都是共价键,σ键比π键更稳定 | |
C. | 乙烯分子中的和乙炔分子中的-C≡C-都是π键 | |
D. | H2分子中含有σ键,HCl分子中含π键 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | ①③⑤⑦⑨ | B. | ②④⑧⑩ | C. | ①③ | D. | 全部 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.20 | 0.10 | 0.08 | 0.07 | 0.07 | 0.07 |
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