Question

1．將一鐵、銅混合物粉末平均分成三等份，分別加入到同濃度、不同體積的稀硝酸中，充分反應(yīng)后，收集到NO氣體的體積及剩余固體的質(zhì)量如表 （設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變，氣體體積已換算為標(biāo)準狀況時的體積）：

實驗序號號	稀硝酸的體積/mL	剩余固體的質(zhì)量/g	NO的體積/L
1	100	17.2	2.24
2	200	8.00	4.48
3	400	0	V

下列說法正確的是（　�。�

• A． 表中 V=7.84 L
• B． 原混合物粉末的質(zhì)量為25.6 g
• C． 原混合物粉未中鐵和銅的物質(zhì)的量之比為2：3
• D． 實驗3所得溶液中硝酸的物質(zhì)的量濃度為0.875 mol•L^-1

Answer 1

分析 由第一組數(shù)據(jù)可知固體有剩余．無論硝酸和什么金屬反應(yīng)，根據(jù)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，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0.3 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，所以第一次實驗后剩余金屬為Fe和Cu．第二次實驗后剩余金屬只有銅，由此分析解答．

解答 解：由第一組數(shù)據(jù)可知固體有剩余．無論硝酸和什么金屬反應(yīng)，根據(jù)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，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0.3 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，設(shè)Fe和Cu的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol，則$\left\{\begin{array}{l}{56x+64y=9.2}\\{2x+2y=0.3}\end{array}\right.$，解之得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.05}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，所以9.2gk中含鐵2.8g，含銅的質(zhì)量為：6.4g，所以第一次實驗后剩余金屬為Fe和Cu，而第二次實驗后剩余金屬只有銅，所以每一份固體混合物的質(zhì)量為：$\frac{2.24}{22.4}×3×\frac{1}{2}×56+17.2$=25.6g，其中含鐵為8.4+2.8=11.2g，含銅的質(zhì)量為：6.4+8=14.4g，所以鐵和銅的物質(zhì)的量之比為$\frac{11.2}{56}：\frac{14.4}{64}$=8：9，
A、鐵和銅完全反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量為：$\frac{\frac{11.2}{56}×3}{3}+\frac{\frac{14.4}{64}×2}{3}$+$\frac{11.2}{56}×3+\frac{14.4}{64}×2$=1.4mol，所以400mL的硝酸的物質(zhì)的量為0.4×4=1.6mol，則硝酸過量，所以V=$\frac{\frac{11.2}{56}×3+\frac{14.4}{64}×2}{3}×22.4$=7.84L，故A正確；
B、原混合物粉末的質(zhì)量為25.6 g×3=76.8g，故B錯誤；
C、鐵和銅的物質(zhì)的量之比為：$\frac{11.2}{56}：\frac{14.4}{64}$=8：9，故C錯誤；
D、實驗3所得溶液中硝酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1.6-1.4}{0.4}$=0.5mol/L，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查混合物的有關(guān)計算，根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷各階段發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，側(cè)重對學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．