练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    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
    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
    8
    3
    ≤b≤4(1-
    x
    3
    )
    8
    3
    ≤b≤4(1-
    x
    3
    )
    ．
    分析：（1）根据剩余固体的成分结合物质还原性强弱、离子共存分析；
    （2）根据Fe2+及稀硝酸的性质分析；
    （3）根据离子的成分采用极限法分析；?
    解答：解：（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，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+；
    故答案为：
    ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
    溶液中的金属离子 Fe2+ Fe2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Fe3+、Cu2+ Cu2+、Fe3+
    （2）硝酸有强氧化性，Fe2+有还原性，所以硝酸和Fe2+能发生氧化还原反应，把Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原成一氧化氮，故答案为：3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O．
    （3）当固体没有剩余时，根据离子共存，溶液中存在的离子可能情况分别为：Fe2+、Cu2+；Fe2+、Fe3+、Cu2+；Cu2+、Fe3+；
     根据铁、铜与硝酸反应的比例关系分析知，当溶液中存在的离子为Fe2+、Cu2+时，消耗的硝酸最少；
          3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O
          3    8
       （1-x）  
    8(1-x)
    3

        3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

        3         8
       x       
      8x
    3

    所以消耗硝酸的量为
    8(1-x)
    3
    +
    8x
    3
    =
    8
    3
    mol；
    当铁恰好反应生成硝酸铁，铜恰好生成硝酸铜时，消耗的硝酸的量最多，
    3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
    3   8
    x  
      8x
    3

    Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O
     1  4
    1-x 4（ 1-x ）
    所以消耗硝酸的量为
    8x
    3
    +4( 1-x )=4(1-
    x
    3
    )    mol
    故答案为：
    8
    3
    ≤b≤4(1-
    x
    3
    )
    点评：本题考查了铁、铜及硝酸的性质，因为铁是变价金属，和硝酸反应又涉及量不同产物不同，所以本题难度较大，可根据固体成分结合离子共存讨论，化繁为简，效果较好．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    现有Fe、Cu组成的合金，其中Fe、Cu的总物质的量为a，Cu的物质的量分数为x。将合金研成粉末后，全部投入到含b HNO3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)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。

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为?a mol?，Cu物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含b mol HNO3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：(已知：Cu+2Fe3+*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。?

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：2015届上海市浦东新区高二上学期期末考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    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＝_____________。

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为amol，Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含bmol HNO3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：(已知：Cu+2Fe3+=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。

    （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。

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案