现有Fe.Cu组成的合金.其中Cu.Fe的总物质的量为a mol.Cu的物质的量分数为x,研成粉末后.全部投入含b mol HNO的稀溶液中.微热使其充分反应.且硝酸的还原产物只有NO.试回答下列问题: (1)若剩余的残渣只有Cu.则溶液中含有的金属离子为 . (2)当溶液中金属离子只有Fe.Cu时.则b的取值范围是 . (3)当x＝0.5.溶液中Fe与Fe的物质的量相等� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为a mol，Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含b mol HNO的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有NO，试回答下列问题：

（1）若剩余的残渣只有Cu，则溶液中含有的金属离子为__________。(写出所有可能情况)

（2）当溶液中金属离子只有Fe、Cu时，则b的取值范围是(用a、x表示)___________。

（3）当x＝0.5，溶液中Fe与Fe的物质的量相等时，在标准状况下共产生672 mL气体。则a＝____________、b＝_____________。

【答案】

(1) Fe²^＋或Fe²^＋、Cu²^＋ (2分)

(2) （2分）

(3) a＝0.04mol b＝0.12mol （2分）

【解析】

试题分析：(1) Cu、Fe的混合物与稀硝酸反应，金属可能有剩余，可能没有剩余．金属可能有剩余时，根据共存可知，剩余金属有两种情况：

①剩余Fe、Cu，当有Fe剩余时，溶液中能与Fe反应的Fe³⁺、Cu²⁺都不存在，所以溶液中只有Fe²⁺；

②只剩余Cu，溶液中一定不存在与Cu反应的Fe³⁺，根据离子共存，溶液可能只有Fe²⁺；

③通过②知，溶液中还可能存在的离子是Fe²⁺、Cu²⁺；

④当固体没有剩余时，可能存在的情况是：当Fe恰好与硝酸反应生成Fe²⁺，Cu恰好与硝酸生成Cu²⁺，所以溶液中存在的离子是Fe²⁺、Cu²⁺；

⑤通过④知，固体没有剩余时，生成的Fe³⁺部分反应，根据离子共存，溶液中存在的离子可能的Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺；

⑥通过④、⑤知，固体没有剩余时，铁、铜全部被氧化成离子，根据离子共存，溶液中存在的离子可能是Cu²⁺、Fe³⁺；

有如下情况：

残留固体成分	Fe、Cu	Cu	Cu	--	--	__
溶液中的金属离子	Fe²⁺	Fe²⁺	Fe²⁺、Cu²⁺	Fe²⁺、Cu²⁺	Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺	Cu²⁺、Fe³⁺

（2）当溶液金属离子只有Fe²^＋、Cu²^＋时，说明Cu恰好完全反应或者有剩余，而HNO₃和Fe则完全反应（否则的话，如果有硝酸剩余，则Fe²^＋则会被进一步氧化为Fe³^＋；如果有Fe剩余，则会和Cu²^＋继续反应）

3Cu+8HNO₃3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

3Fe + 8HNO₃ 3Fe(NO₃)₂+2NO↑+ 4H₂O?

a(1－x)

总耗用硝酸量：n(HNO₃)=+ =

所以：＜b≤

（3）当溶液中为Fe³^＋、Fe²^＋时，说明Cu、Fe完全反应（如果未完全反应，则Cu和Fe会和Fe³^＋反应），并且HNO₃也完全反应没有剩余（如果有硝酸剩余，则Fe²^＋则会被进一步氧化为Fe³^＋）溶液中Fe³^＋、Fe²^＋的物质的量相等，说明有一半Fe变为Fe³^＋，一半变为Fe²⁺

当x=0.5，nFe³^＋=nFe²^＋ V(NO)=0.672L

则nFe³^＋=nFe²^＋=0.25a mol nCu = 0.5amol

此时3Fe＋8HNO₃3Fe(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O ①

3Cu＋8HNO₃3 Cu (NO₃)₂＋2NO＋4H₂O ②

3Fe(NO₃)₂＋4HNO₃3Fe(NO₃)₃＋NO＋2H₂O ③

反应均发生了，且无反应物剩余。

3Fe ＋ 8HNO₃ 3Fe(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O ①

0.5a 0.5a×8/3 0.5a 0.5a×2/3

3Cu＋8HNO₃ 3 Cu (NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O ②

0.5a 0.5a×8/3 0.5a 0.5a×2/3

3Fe(NO₃)₂＋4HNO₃ 3Fe(NO₃)₃＋NO＋2H₂O ③

0.25a 0.25a ×4/3 0.25a

0.5a×2/3 +0.5a×2/3 + 0.25a×1/3 =0.672L/22.4L·mol^－¹=0.03mol

解得：a=0.04 mol

b= 0.5a×8/3 + 0.5a×8/3+0.25a ×4/3=3a=3×0.04 mol =0.12 mol

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现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为1mol，Cu的物质的量分数为x．研磨成粉末后，全部投入含b mol硝酸的稀溶液中，微热使其充分反应，还原产物只得到NO．试回答下列问题：
（1）用微粒符号填写下列空白（列举出全部可能的情况）．

	①	②	③	④	⑤	⑥
残留固体成分	Fe、Cu	Cu	Cu	-	-	-
溶液中的金属离子

（2）当溶液中金属离子只有Fe²⁺、Fe³⁺、、Cu²⁺时，再加入稀硝酸发生反应的离子方程式为

3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

．
（3）若固体和硝酸恰好完全反应，被还原的硝酸占总量的1/4，则b的取值范围为

≤b≤4(1-

)

≤b≤4(1-

)

．

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(1)用粒子符号填写下列空白(列举出全部可能的情况)

	①	②	③	④	…
残留固体成分
溶液中的金属离子

(2)当溶液中金属离子只有Fe²⁺和Cu²⁺时，则b的取值范围是__________________(用a、x表示)。

(3)当x=0.5，溶液中Fe³⁺与Fe²⁺的物质的量相等时，在标准状况下共产生672 mL气体。求a、b的值。

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2Fe²⁺+Cu²⁺)?

(1)随HNO₃用量的增加，溶液中的金属离子和残留固体的成分依次有六种情况，请用粒子符号填写下列空白：

	①	②	③	④	⑤	⑥
溶液中的金属离子		Fe²⁺		Fe²⁺ Cu²⁺		Cu²⁺ Fe³⁺
残留固体成分	Fe Cu		Cu	—	—	—

(2)当溶液中金属离子只有Fe²⁺、Cu²⁺时，求b的取值范围。?

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（1）随HNO₃用量的增加，溶液中的金属离子和残留固体的成分依次有六种情况，请用粒子符号填写下列空白：

	①	②	③	④	⑤	⑥
溶液中的金属离子		Fe²⁺		Fe²⁺、Cu²⁺		Cu²⁺、Fe³⁺
残留固体成分	Fe、Cu		Cu	――	――	――

（2）当溶液中金属离子只有Fe²⁺、Cu²⁺时，求b的取值范围。

（3）当x=0.5时，溶液中Fe³⁺与Fe²⁺的物质的量相等时，在标准状况共产生672mL气体。求a、b的值。

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