Question

取一定量的Fe、Cu的混合物粉末，每次向其中加入100ml稀硝酸，實驗中收集到的NO氣體（惟一還原產(chǎn)物）的總體積及所得剩余物的質(zhì)量記錄如下（所有體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定）：

實驗序號	1	2	3	4	5
硝酸溶液總體積	100mL	200mL	300mL	400mL	500mL
剩余固體的質(zhì)量	18.6g	9.6g	0g	0g	0g
氣體體積	2.24L	4.48L	6.72L	8.4L	8.4L

（1）該實驗中所用稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為

 

．
（2）第4次實驗中產(chǎn)生氣體的原因（用離子方程式表示）

 

（3）第1次實驗后剩余固體為

 

，第2次實驗后剩余固體為

 

．（均填寫化學(xué)式）
（4）混合物中銅的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：（1）實驗1中金屬有剩余，則硝酸完全反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)：3Fe+8HNO₃（�。�=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，根據(jù)生成NO的體積，結(jié)合方程式計算n（HNO₃），進(jìn)而計算c（HNO₃）；
（2）實驗3中沒有金屬剩余，實驗4中又生成NO，為硝酸與亞鐵離子反應(yīng)生成NO；
（3）由1、2兩組數(shù)據(jù)分析，兩次剩余物的質(zhì)量相差9.2g，此時生成2.24 LNO氣體，轉(zhuǎn)移0.15 mol電子，若只溶解鐵，質(zhì)量為8.4 g，若只溶解銅，質(zhì)量為9.6 g，由此可知這9.2 g中應(yīng)有Fe和Cu兩種金屬，所以第1次實驗后剩余金屬為Fe和Cu，第2次實驗后剩余金屬只有Cu；
（4）假設(shè)在實驗1的基礎(chǔ)上再加入100mL硝酸溶液溶解的9.2g金屬中Fe、Cu物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量及轉(zhuǎn)移電子守恒列方程計算，混合物中Cu的質(zhì)量為剩余金屬（Cu）的質(zhì)量與反應(yīng)Cu的質(zhì)量之和．

解答： 解：（1）實驗1中金屬有剩余，則硝酸完全反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)：3Fe+8HNO₃（�。�=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
n（NO）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，由方程式可知n（HNO₃）=0.1mol×

8

2

=0.4mol，故c（HNO₃）=

0.4mol

0.1L

=4mol/L，
故答案為：4mol/L；
（2）實驗3中沒有金屬剩余，實驗4中又生成NO，為硝酸與亞鐵離子反應(yīng)生成NO，反應(yīng)離子方程式為：4H⁺+NO₃^-+3Fe²⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：4H⁺+NO₃^-+3Fe²⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）由1、2兩組數(shù)據(jù)分析，兩次剩余物的質(zhì)量相差9.2g，此時生成2.24 LNO氣體，轉(zhuǎn)移0.15 mol電子，若只溶解鐵，質(zhì)量為8.4 g，若只溶解銅，質(zhì)量為9.6 g，由此可知這9.2 g中應(yīng)有Fe和Cu兩種金屬，所以第1次實驗后剩余金屬為Fe和Cu，第2次實驗后剩余金屬只有Cu，
故答案為：Fe、Cu；Cu；
（4）假設(shè)在實驗1的基礎(chǔ)上再加入100mL硝酸溶液溶解的9.2g金屬中Fe、Cu物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
由質(zhì)量可得：56 x+64 y=9.2 
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可得：2（x+y）=3×0.1 
解得：x=0.05   y=0.1，
故混合物中Cu的質(zhì)量為：0.1mol×64g/mol+6.4 g，
每次所取混合物中銅的質(zhì)量6.4 g+9.6 g=16 g，
故答案為 16 g．

點評：本題考查混合物計算、硝酸性質(zhì)，明確發(fā)生的反應(yīng)判斷反應(yīng)進(jìn)行程度是解題關(guān)鍵，（3）中注意利用極限法進(jìn)行解答，難度中等．