Question

在鐵粉和銅粉的均勻混合物中加入某濃度的硝酸，充分反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物只有NO．當(dāng)加入硝酸10mL時(shí)，剩余金屬1.8g，生成氣體0.224L；再增加硝酸10mL時(shí)，剩余金屬0.96g，又有0.224L氣體生成；繼續(xù)增加硝酸10mL時(shí)，金屬全部溶解，又有0.224L氣體生成（以上體積均換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．下列說法正確的是（　�。�

• A、所加入硝酸的濃度是4mol/L
• B、加入硝酸10mL時(shí)，剩余金屬為鐵和銅
• C、共加入硝酸20mL時(shí)，剩余金屬有鐵和銅
• D、如果在金屬混合物中共加入硝酸40mL時(shí)，生成的NO仍是0.672L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：金屬剩余，則溶液中不可能含有硝酸鐵，溶液中金屬離子為+2價(jià)，在第一次的基礎(chǔ)上加入10mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為1.8g-0.96g=0.84g，生成NO的體積為0.224L，NO物質(zhì)的量為0.01mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為

0.01mol×(5-2)

2

=0.015mol，參加反應(yīng)金屬的平均摩爾質(zhì)量為

0.84g

0.015mol

=56g/mol，故該過程只有Fe參加反應(yīng)，故第一次加10mL只有Fe參與反應(yīng)，根據(jù)NO的體積結(jié)合方程式計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量、參加反應(yīng)Fe的物質(zhì)的量，根據(jù)c=

n

V

計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量濃度，根據(jù)m=nM計(jì)算參加反應(yīng)Fe的質(zhì)量．
在第二次的基礎(chǔ)上加入10mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為0.96g，生成NO的體積為0.224L，NO物質(zhì)的量為0.01mol，若該過程只有Cu參加反應(yīng)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則Cu的物質(zhì)的量=

0.01mol×(5-2)

2

=0.015mol，Cu的質(zhì)量=0.015mol×64g/mol=0.96g，等于參加反應(yīng)金屬的質(zhì)量，故該過程只有Cu反應(yīng)，且Cu恰好完全反應(yīng)，故加入20mL硝酸時(shí)，F(xiàn)e恰好反應(yīng)生成硝酸亞鐵，在第三次的基礎(chǔ)上再加入10mL硝酸，為硝酸與溶液中亞鐵離子反應(yīng)生成NO，根據(jù)亞鐵離子的物質(zhì)的量，利用電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算該階段生成NO的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計(jì)算該階段生成NO的體積，進(jìn)而計(jì)算V的值．

解答： 解：金屬剩余，則溶液中不可能含有硝酸鐵，溶液中金屬離子為+2價(jià)，在第一次的基礎(chǔ)上加入10mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為1.8g-0.96g=0.84g，生成NO的體積為0.224L，NO物質(zhì)的量為0.01mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為

0.01mol×(5-2)

2

=0.015mol，參加反應(yīng)金屬的平均摩爾質(zhì)量為

0.84g

0.015mol

=56g/mol，故該過程只有Fe參加反應(yīng)，故第一次加10mL只有Fe參與反應(yīng)，根據(jù)NO的體積結(jié)合方程式計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量、參加反應(yīng)Fe的物質(zhì)的量，根據(jù)c=

n

V

計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量濃度，根據(jù)m=nM計(jì)算參加反應(yīng)Fe的質(zhì)量．
在第二次的基礎(chǔ)上加入10mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為0.96g，生成NO的體積為0.224L，NO物質(zhì)的量為0.01mol，若該過程只有Cu參加反應(yīng)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則Cu的物質(zhì)的量=

0.01mol×(5-2)

2

=0.015mol，Cu的質(zhì)量=0.015mol×64g/mol=0.96g，等于參加反應(yīng)金屬的質(zhì)量，故該過程只有Cu反應(yīng)，且Cu恰好完全反應(yīng)，故加入20mL硝酸時(shí)，F(xiàn)e恰好反應(yīng)生成硝酸亞鐵，在第三次的基礎(chǔ)上再加入10mL硝酸，為硝酸與溶液中亞鐵離子反應(yīng)生成NO，
A．由上述分析可知，第一次發(fā)生反應(yīng)3Fe+8HNO₃═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成NO的物質(zhì)的量為

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，根據(jù)方程式可知，參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.01mol×4=0.04mol，故硝酸的物質(zhì)的量濃度=

0.04mol

0.01L

=4mol/L，故A正確；
B．在第一次的基礎(chǔ)上加入10mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為1.8g-0.96g=0.84g，生成NO的體積為0.224L，NO物質(zhì)的量為0.01mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為

0.01mol×(5-2)

2

=0.015mol，參加反應(yīng)金屬的平均摩爾質(zhì)量為

0.84g

0.015mol

=56g/mol，故該過程只有Fe參加反應(yīng)，所以剩余金屬為鐵和銅，故B正確；
C．共加入硝酸20mL時(shí)，剩余金屬只有銅，故C錯(cuò)誤；
D．由上述分析可知，實(shí)驗(yàn)①發(fā)生反應(yīng)3Fe+8HNO₃═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成NO的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)方程式可知，參加反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為0.01mol×

3

2

=0.015mol，后最后10ml是與亞鐵離子反應(yīng)，0.015mol的亞鐵離子，轉(zhuǎn)移0.015mol的電子，生成的NO為0.112L，所以共生成氣體是0.784L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），故D錯(cuò)誤；
故選AB．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷各階段發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，側(cè)重對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，過程復(fù)雜、計(jì)算量較大，為易錯(cuò)題目，難度較大．