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．8.08g金属中铁的质量分数为0.208

D．共生成NO气体 0.03mol

 

Answer 1

【答案】

BC

【解析】

试题分析：由于金属性是铁强于铜，且每次均有金属剩余，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，则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

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，所以正确的答案选BC。

考点：考查铁、铜混合物与硝酸、硫酸反应的有关计算

点评：该题综合性强，对学生的思维能力要求高，不易得分。该题的关键是明确反应的原理，然后依据反应的方程式逐一分析、判断即可，有利于培养学生的逻辑思维能力和抽象思维能力。