Question

2．某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50mL b mol•L^-1的硝酸溶液中，加热使其充分反应（假设NO是唯一的还原产物）．下列说法正确的是（　　）

• A． 若金属有剩余，向溶液中再滴入硫酸后，金属可能溶解，也可能不溶解
• B． 若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe³⁺
• C． 若金属全部溶解，且产生336 mL气体（标准状况），则b=0.3
• D． 当溶液中金属离子只有Fe³⁺、Cu²⁺时，则a与b的关系为：b≥80y（1-$\frac{a}{3}$）

Answer 1

分析 A．溶液中有硝酸根时，再加入酸，溶液具有强氧化性，金属能溶解；
B．金属全部溶解，Fe可能以Fe²⁺形式存在；
C．若金属全部溶解，失去电子的是铁元素和铜元素，得电子的是硝酸中的氮元素，反应中硝酸起氧化剂、酸性作用，根据N元素守恒计算起氧化剂作用的硝酸的浓度；
D．反应中失去电子的是铁元素和铜元素，得电子的是硝酸中的氮元素，得失电子数目相同．

解答 解：A．若金属有剩余，说明溶液中有硝酸根，在溶液中再滴入硫酸后，相当于又存在了硝酸，金属均能溶解，故A错误；
B．当铁的量较多时，可以将生成的三价铁再还原为亚铁，溶液中不一定含有Fe³⁺，故B错误；
C．硝酸中N元素的化合价由+5价到+2价，当产生336mL（标准状况），即0.015mol一氧化氮时，显示氧化性的硝酸为0.015mol，所以起氧化剂的硝酸的浓度c=$\frac{0.015mol}{0.05L}$=0.3mol/L，还有一部分硝酸显示了酸性，即b＞0.3，故C错误；
D．根据铁和铜与硝酸的反应，作酸性的硝酸在Fe（NO₃）₃和Cu（NO₃）₂中，为3y（1-a）+2yamol，作氧化性的硝酸，得到的电子等于Fe、Cu失去的电子，由于NO是唯一的还原产物，所以作氧化性的硝酸为$\frac{3y（1-a）+2ya}{3}$mol，所有硝酸的总量为$\frac{4[3y（1-a）+2ya]}{3}$=4y（1-$\frac{a}{3}$），c（HNO₃）=$\frac{4y（1-\frac{a}{3}）}{0.05L}$=80y（1-$\frac{a}{3}$），因为硝酸还可能有剩余，所以b≥80y（1-$\frac{a}{3}$），故D正确．
故选：D．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，题目难度中等，注意物质氧化性、还原性的比较，结合质量守恒和得失电子守恒计算．