Question

鐵粉和銅粉的均勻混合物平均分成四等份，分別加入同濃度的稀硝酸，充分反應(yīng)，在標準狀況下生成NO的體積和剩余金屬的質(zhì)量如下表(設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)：

編號	①	②	③	④
稀硝酸體積/mL	100	200	300	400
剩余金屬/g	18．0	9．6	0	0
NO體積/mL	2240	4480	6720	V

 
下列計算結(jié)果正確的是 （  ）
A．①中溶解了5．6gFe                     B．硝酸的濃度為0．4mol/L
C．②中溶解了9．6gCu                    D．④中V=8960

Answer 1

D

試題分析：根據(jù)題給數(shù)據(jù)可知，實驗①、②都有金屬剩余，則反應(yīng)后的溶液中不可能含有硝酸鐵，溶液中金屬離子為亞鐵離子和銅離子，實驗②是在實驗①的基礎(chǔ)上加入100mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為8.4g，生成NO的體積為2240mL，物質(zhì)的量為0.1mol，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0.1mol×（5—2）/2=0.15mol，參加反應(yīng)金屬的摩爾質(zhì)量為56g/mol，該過程只有Fe參加反應(yīng)，故實驗①只有Fe參與反應(yīng)，根據(jù)NO的體積結(jié)合方程式計算參加反應(yīng)Fe的物質(zhì)的量、硝酸的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算參加反應(yīng)Fe的質(zhì)量，根據(jù)c=nV計算硝酸的物質(zhì)的量濃度；在實驗②的基礎(chǔ)上加入100mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為9.6g，生成NO的體積為2240mL，物質(zhì)的量為0.1mol，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0.15mol，Cu的質(zhì)量9.6g，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)，則加入200mL硝酸時，F(xiàn)e恰好反應(yīng)生成硝酸亞鐵，在實驗③的基礎(chǔ)上再加入100mL硝酸，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)移守恒計算該階段生成NO的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計算該階段生成NO的體積，進而計算V的值。A、根據(jù)上述分析可知，實驗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)鐵的物質(zhì)的量為0.15mol，質(zhì)量為8.4g，錯誤；B、根據(jù)上述分析可知，實驗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)的硝酸的物質(zhì)的量為0.4mol，故硝酸的物質(zhì)的量濃度4mol/L，錯誤；C、由上述分析可知，實驗②中參加反應(yīng)的金屬為Fe，Cu沒有參加反應(yīng)，錯誤；D、由上述分析可知，實驗②中Fe與硝酸恰好反應(yīng)生成硝酸亞鐵，生成NO的物質(zhì)的量0.2mol，由3Fe+8HNO₃═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，溶液中亞鐵離子的物質(zhì)的量為0.3mol，在實驗③的基礎(chǔ)上再加入100mL硝酸，為硝酸與溶液中亞鐵離子反應(yīng)生成NO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成NO的物質(zhì)的量0.1mol，體積為2240mL，V=6720+2240=8960，正確。