Question

在8.08g铁与铜的混和物中，加入200mL 0.6mol/L的稀硝酸，充分反应后剩余金属5.44g。再向其中加入50mL 0.4mol/L的稀硫酸，充分振荡后剩余金属4.48g。若硝酸的还原产物只有NO，下列说法正确的是

A．剩余的5.44g金属为铁	B．剩余5.44g金属为铜
C．共生成NO气体 0.03mol	D．8.08g金属中铁的质量分数为0.208

Answer 1

BD

试题分析：每次均有金属剩余，说明反应后溶液中肯定没有Fe³⁺，肯定有Fe²⁺；
3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- = 3Cu²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O
3      8          2
3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^- = 3Fe²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O
3    8    2
第一次加入H⁺和NO₃^-均为：0.2L × 0.6mol/L = 0.12mol，而有金属剩余，知道反应后溶液中必然不含H⁺，而NO₃^-只有1/4被还原：0.12mol × 1/4 = 0.03mol。设溶解Cu为xmol，溶解Fe为ymol，则：xmol + ymol =" 3/8" × 0.12mol；且 64g/mol × xmol + 56g/mol × ymol =" 8.08g" - 5.44g = 2.64g。解这个方程组，得：x = 0.015，y = 0.03。第二次又加入H⁺为：0.05L × 0.4mol/L × 2 = 0.04mol，从方程式看出又有0.01mol的NO3-进一步被还原。而如果金属全部消耗的是Fe，则金属必然减少：56g/mol × 3/8 × 0.04mol =" 0.84g" < 5.44g - 4.48g = 0.96g；而如果金属消耗的都是Cu，则金属减少：64g/mol × 3/8 × 0.02mol =" 0.96g" =" 5.44g" - 4.48g = 0.96g。说明消耗的只有Cu。则可知第一次反应后剩余的5.44g金属全部是Cu。综合以上计算，可知原混合物中含Cu：0.015mol × 64g/mol + 5.44g = 6.4g，含Fe为：0.03mol × 56g/mol = 1.68g，原混合物中金属铁的质量分数为：1.68g ÷ 8.08g × 100% = 20.8%。共生成NO为：0.03mol + 0.01mol = 0.04mol。答案选B、D。