Question

在8.08g鐵與銅的混和物中，加入200mL 0.6mol/L的稀硝酸，充分反應后剩余金屬5.44g。再向其中加入50mL 0.4mol/L的稀硫酸，充分振蕩后剩余金屬4.48g。若硝酸的還原產物只有NO，下列說法正確的是

A．剩余的5.44g金屬為鐵	B．剩余5.44g金屬為銅
C．共生成NO氣體 0.03mol	D．8.08g金屬中鐵的質量分數為0.208

Answer 1

BD

試題分析：每次均有金屬剩余，說明反應后溶液中肯定沒有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^-均為：0.2L × 0.6mol/L = 0.12mol，而有金屬剩余，知道反應后溶液中必然不含H⁺，而NO₃^-只有1/4被還原：0.12mol × 1/4 = 0.03mol。設溶解Cu為xmol，溶解Fe為ymol，則：xmol + ymol =" 3/8" × 0.12mol；且 64g/mol × xmol + 56g/mol × ymol =" 8.08g" - 5.44g = 2.64g。解這個方程組，得：x = 0.015，y = 0.03。第二次又加入H⁺為：0.05L × 0.4mol/L × 2 = 0.04mol，從方程式看出又有0.01mol的NO3-進一步被還原。而如果金屬全部消耗的是Fe，則金屬必然減少：56g/mol × 3/8 × 0.04mol =" 0.84g" < 5.44g - 4.48g = 0.96g；而如果金屬消耗的都是Cu，則金屬減少：64g/mol × 3/8 × 0.02mol =" 0.96g" =" 5.44g" - 4.48g = 0.96g。說明消耗的只有Cu。則可知第一次反應后剩余的5.44g金屬全部是Cu。綜合以上計算，可知原混合物中含Cu：0.015mol × 64g/mol + 5.44g = 6.4g，含Fe為：0.03mol × 56g/mol = 1.68g，原混合物中金屬鐵的質量分數為：1.68g ÷ 8.08g × 100% = 20.8%。共生成NO為：0.03mol + 0.01mol = 0.04mol。答案選B、D。