Question

現有一定量的鐵粉和銅粉的混合物，將其平均分成四等份，分別加入同濃度不同體積的稀硝酸，充分反應后，在標準狀況下生成NO的體積和剩余金屬的質量如下表(假設硝酸的還原產物只有NO一種)：   

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

根據上表中的數據計算分析，下列推斷正確的是（    ）
A．①中溶解了5.6 g Fe              B．②中溶解了9.6 g Cu
C．硝酸的濃度為4 mol/L             D．④中V = 6720

Answer 1

C

：由第一組數據可知固體有剩余．無論硝酸和什么金屬反應，根據N原子守恒得，n（HNO₃）="4" n（NO）．
加入100 mL硝酸溶液時，n（NO）=0.1mol，則n（HNO₃）=0.4mol，所以c（HNO₃）=4mol/L．
故：c（HNO₃）="4mol/L"
由1、2兩組數據分析，兩次剩余物的質量相差8.4g，此時生成2.24 LNO氣體（轉移0.3mol電子）．
若只溶解鐵，質量為8.4 g，若只溶解銅，質量為9.6 g．由此可知，當加入200ml硝酸溶液時，均溶解的是金屬鐵：
再由2、3兩組數據分析，剩余的9.6g金屬又恰好被等量的硝酸所溶解
綜合可知，每份混合物中鐵粉的質量為8.4×2=16.8g，即0.3mol；銅粉的質量為9.6g，即0.15mol；
④中，除了金屬與硝酸生成的6720mlNO（0.3mol）氣體外，溶液中的0.3mol的Fe²⁺也可被硝酸氧化，同時產生NO氣體，由電子得失守恒可知NO為0.1mol，共0.4mol，8960ml
綜上所述，答案為C