Question

將a mol的鐵銅混合物投入到200mL 2mol/L的稀HNO₃中，充分反應(yīng)后金屬無剩余，下列說法正確的是（　�。�

• A、被還原的HNO₃不可能是

  2a

  3

  mol
• B、溶液中剩余的n（NO₃^-）≤（0.4-

  2a

  3

  ）mol
• C、溶液中不可能同時(shí)存在Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺
• D、被還原的硝酸為0.8a mol時(shí)，則溶液中一定含有Fe²⁺

Answer 1

考點(diǎn)：硝酸的化學(xué)性質(zhì),化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：首先應(yīng)明確的是化學(xué)反應(yīng)方程式．
當(dāng)鐵過量時(shí)：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO+4H₂O．①（鐵失去2個(gè)電子）
當(dāng)鐵不過量時(shí)：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+2NO+4H₂O．②（鐵失去3個(gè)電子）
銅：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO+4H₂O．③（銅失去2個(gè)電子）
∴若溶液中的鐵是過量的，則amol的銅鐵混合物便可看做一種物質(zhì)（它們都只失2個(gè)電子），結(jié)合反應(yīng)的方程式用端值法解答該題．

解答： 解：當(dāng)鐵過量時(shí)：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO+4H₂O．①（鐵失去2個(gè)電子）
當(dāng)鐵不過量時(shí)：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+2NO+4H₂O．②（鐵失去3個(gè)電子）
銅：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO+4H₂O．③（銅失去2個(gè)電子）
∴若溶液中的鐵是過量的，則amol的銅鐵混合物便可看做一種物質(zhì)（它們都只失2個(gè)電子），
A．∵在①③反應(yīng)中，被還原硝酸的量為原硝酸量的

1

4

，則∴被還原硝酸為

8

3

amol×

1

4

=

2

3

amol，故A錯(cuò)誤；
B．由①②③可知，當(dāng)鐵過量時(shí)，溶液中剩余的硝酸根離子是最多的，∵當(dāng)鐵過量時(shí)，剩余的硝酸根離子的物質(zhì)的量為：0.4mol-

2

3

amol，
∵鐵不一定過量，∴溶液中剩余硝酸根離子的濃度≤0.4mol-

2

3

amol，故B正確；
C．鐵和稀硝酸的反應(yīng)機(jī)理是：加入的鐵先被硝酸還原成+3價(jià)，之后若鐵還有剩余，三價(jià)鐵離子又會(huì)和剩余鐵單質(zhì)反應(yīng)，生成2價(jià)鐵離子，
∴由此，只有在鐵過量時(shí)，溶液中才可能同時(shí)出現(xiàn)2價(jià)和3價(jià)的鐵離子，而在鐵過量時(shí)，反應(yīng)生成的3價(jià)鐵離子會(huì)將未反應(yīng)的銅單質(zhì)和鐵單質(zhì)氧化，∴有可能使Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺同時(shí)存在，故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)消耗硝酸為0.8amol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子2.4amol，如金屬全部為鐵，且全部生成Fe³⁺，則轉(zhuǎn)移3amol電子，如含有0.6mol銅，0.4mol鐵，則全部反應(yīng)生成Fe³⁺，就沒有Fe²⁺，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式的計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意把握相關(guān)反應(yīng)的方程式的書寫，根據(jù)方程式計(jì)算該題，難度中等．