Question

为了测定铜铁合金中铜的质量分数，在10.00g试样中加入200mL、0.6mol/L的稀硝酸，充分反应后剩余金属7.48g，再向其中加入50mL、0.4mol/L的稀硫酸，充分振荡后剩余金属6.60g。若硝酸的还原产物只有NO，下列说法正确的是

1. A.
   上述测定不能达到实验目的
2. B.
   剩余的7.48g金属为铜
3. C.
   共生成NO气体 0.04mol
4. D.
   该合金中铜的质量分数为69.2%

Answer 1

CD
试题分析：铁的金属性强于铜的，所以硝酸首先氧化金属铁，第一次反应后金属过量，硝酸不足，说明生成物一定有硝酸亚铁。加入稀硫酸后金属又溶解了7.48g－6.60g＝0.88g，硫酸中氢离子的物质的量是0.05L×0.4mol/L×2＝0.04mol，则根据方程式3M＋2NO₃^－＋8H^＋＝3M^2＋＋2NO↑＋4H₂O可知，NO的物质的量是0.01mol，参加反应的金属的物质的量是（0.04mol÷8）×3＝0.015mol，则M的相对原子质量是0.88÷0.015＝58.67，这说明溶解的金属是铁和铜，所以剩余的7.84g金属是铁和铜的混合物，因此第一次溶解的金属铁是10.00g－7.48g＝2.52g，物质的量是2.52g÷56g/mol＝0.045mol，6.60g全部是金属铜。硝酸的物质的量是0.2L×0.6mol/L＝0.12mol，根据方程式3Fe＋8HNO₃＝3Fe(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O可知，生成物硝酸亚铁的物质的量是0.045mol，NO的物质的量是0.03mol，因此共放出NO是0.04mol。设第二次消耗金属铁和铜的物质的量分别是x和y，则56x＋64y＝0.88、2x＋2y＝0.01×3，解得x＝0.01mol、y＝0.005mol，所以合金中铜的质量是6.60g＋0.005mol×64g/mol＝6.92g，所以该合金中铜的质量分数为69.2%，答案选CD。
考点：考查铁、铜与硝酸以及硫酸反应的有关计算