2．已知：Fe2+能被稀硝酸氧化，反應(yīng)方程式為：3Fe（NO3）2+4HNO3（稀）→3Fe（NO3）3+NO↑+2H2O
現(xiàn)將一定量的鐵和銅的混合物分為等質(zhì)量的4份，分別加入等濃度不同體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20的稀硝酸（假設(shè)反應(yīng)中稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO），產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）與剩余固體的質(zhì)量如下表：
硝酸體積（mL）100200300400
剩余固體（g）18.09.600
放出氣體的體積（mL）224044806720
（1）由NO與HNO3的關(guān)系可知，稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為4 mol•L-1．
（2）稀硝酸的密度為1.26g/cm3．
（3）放出2240mL氣體時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O，放出4480mL氣體時(shí)，消耗金屬的質(zhì)量為16.8g．
（4）原混合物中鐵和銅的物質(zhì)的量比為2：1．
（5）加入400mL稀硝酸，反應(yīng)完全后，溶液中NO3-的物質(zhì)的量為1.2mol．
（6）當(dāng)溶液中Cu2+、Fe2+的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，放出氣體的體積7840mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

分析 （1）加入100mL硝酸時(shí)，金屬有剩余，說明金屬溶解生成二價(jià)離子且硝酸完全反應(yīng)生成硝酸銀和NO，n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，生成NO和消耗硝酸之間的關(guān)系式為2NO～～8HNO3，據(jù)此計(jì)算硝酸濃度；
（2）ρ=$\frac{cM}{1000w}$=$\frac{4×63}{1000×0.2}$=1.26g/cm3；
（3）實(shí)驗(yàn)①②都有金屬剩余，則溶液中不可能含有硝酸鐵，溶液中金屬離子為+2價(jià)，在實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上加入100mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為18g-9.6g=8.4g，生成NO的體積為4.48L-2.24L=2.24L，NO物質(zhì)的量為0.1mol，
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為：$\frac{0.1mol×（5-2）}{2}$=0.15mol，參加反應(yīng)金屬的平均摩爾質(zhì)量為 $\frac{8.4g}{0.15mol}$=56g/mol，故該過程只有Fe參加反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)①、②只有Fe參與反應(yīng)；
（4）100-200mL時(shí)，溶解金屬質(zhì)量=18.0g-9.6g=8.4g，金屬有剩余，說明生成的金屬陽離子是二價(jià)鐵離子，增加n（NO）=$\frac{4.48L-2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（金屬）=$\frac{0.1mol×（5-2）}{2-0}$=0.15mol，金屬平均摩爾質(zhì)量=$\frac{8.4g}{0.15mol}$=56g/mol，所以溶解的是Fe；
200-300mL時(shí)，溶解金屬質(zhì)量=9.6g-0=9.6g，增加n（NO）=$\frac{6.72L-4.48L}{22.4L/mol}$=0.1mol，假設(shè)溶解的完全是銅，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（金屬）=$\frac{0.1mol×（5-2）}{2-0}$=0.15mol，金屬平均摩爾質(zhì)量=$\frac{9.6g}{0.15mol}$=64g/mol，所以溶解的完全是Cu；
（5）400mL該稀硝酸中含有硝酸的物質(zhì)的量為：4mol/L×0.4L=1.6mol，根據(jù)反應(yīng)Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O計(jì)算出鐵完全反應(yīng)生成硝酸鐵消耗硝酸的物質(zhì)的量，再計(jì)算出銅完全反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷硝酸過量情況，再計(jì)算出溶液中含有的硝酸根離子的物質(zhì)的量；
（6）由（4）銅離子的物質(zhì)的量為0.15mol，所以消耗0.15mol的亞鐵離子轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.15mol，生成一氧化氮的物質(zhì)的量為：$\frac{0.15mol}{3}$=0.05mol，計(jì)算生成NO體積．

解答 解：（1）加入100mL硝酸時(shí)，金屬有剩余，說明金屬溶解生成二價(jià)離子且硝酸完全反應(yīng)生成硝酸銀和NO，n（NO）=加入100mL硝酸時(shí)，金屬有剩余，說明金屬溶解生成二價(jià)離子且硝酸完全反應(yīng)生成硝酸銀和NO，n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，生成NO和消耗硝酸之間的關(guān)系式為2NO----8HNO3，c（HNO3）=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{0.1mol}{2}×8}{0.1L}$=4mol/L，故答案為：4；
（2）ρ=$\frac{cM}{1000w}$=$\frac{4×63}{1000×0.2}$=1.26g/cm3，故答案為：1.26；
（3）實(shí)驗(yàn)①②都有金屬剩余，則溶液中不可能含有硝酸鐵，溶液中金屬離子為+2價(jià)，在實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上加入100mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為18g-9.6g=8.4g，生成NO的體積為4.48L-2.24L=2.24L，NO物質(zhì)的量為0.1mol，
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為：$\frac{0.1mol×（5-2）}{2}$=0.15mol，參加反應(yīng)金屬的平均摩爾質(zhì)量為 $\frac{8.4g}{0.15mol}$=56g/mol，故該過程只有Fe參加反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)①、②只有Fe參與反應(yīng)；放出2240mL氣體時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O，當(dāng)放出4480mL氣體時(shí)，消耗金屬的質(zhì)量為8.4g×2=16.8g，故答案為：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O；   16.8；
（4）100-200mL時(shí)，溶解金屬質(zhì)量=18.0g-9.6g=8.4g，金屬有剩余，說明生成的金屬陽離子是二價(jià)鐵離子，增加n（NO）=$\frac{4.48L-2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（金屬）=$\frac{0.1mol×（5-2）}{2-0}$=0.15mol，金屬平均摩爾質(zhì)量=$\frac{8.4g}{0.15mol}$=56g/mol，所以溶解的是Fe；
200-300mL時(shí)，溶解金屬質(zhì)量=9.6g-0=9.6g，增加n（NO）=$\frac{6.72L-4.48L}{22.4L/mol}$=0.1mol，假設(shè)溶解的完全是銅，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（金屬）=$\frac{0.1mol×（5-2）}{2-0}$=0.15mol，金屬平均摩爾質(zhì)量=$\frac{9.6g}{0.15mol}$=64g/mol，所以溶解的完全是Cu，所以鐵的物質(zhì)的量為：$\frac{16.8}{56}$=0.3mol，而銅的物質(zhì)的量為：$\frac{9.6}{64}$=0.15mol，所以鐵和銅的物質(zhì)的量比為2：1，故答案為：2：1； 
（5）400mL該稀硝酸中含有硝酸的物質(zhì)的量為4mol/L×0.4L=1.6mol，根據(jù)反應(yīng)Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O可知，0.3mol鐵完全反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量為0.3mol×4=1.2mol，0.15mol銅完全反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量為0.15mol×$\frac{8}{3}$=0.4mol，總共需要消耗1.6mol硝酸，說明加入400mL稀硝酸后恰好反應(yīng)，硝酸和金屬恰好反應(yīng)生成硝酸銅、硝酸鐵，所以溶液中硝酸根離子的物質(zhì)的量為0.3mol×3+0.15mol×2=1.2mol，故答案為：1.2；
（6）由（4）銅離子的物質(zhì)的量為0.15mol，所以消耗0.15mol的亞鐵離子轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.15mol，生成一氧化氮的物質(zhì)的量為：$\frac{0.15mol}{3}$=0.05mol，放出氣體的體積為：6720+0.05mol×22.4L/mol×1000mL/L=7840mL，故答案為：7840．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，題目濃度較大、計(jì)算過程較復(fù)雜、計(jì)算量較大，為易錯(cuò)題目，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(duì)學(xué)生綜合能力的考查．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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12．（1）1，3-丁二烯與溴單質(zhì)（60℃高溫）的反應(yīng)：CH2=CH-CH=CH2+Br2→CH2Br-CH=CH-CH2Br
（2）2-甲基-1，3-丁二烯的加聚反應(yīng)：n CH2=C（CH3）-CH=CH2 $\stackrel{一定條件}{→}$．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

13．下列關(guān)于鋁的性質(zhì)和用途描述正確的是（　�。�
A．鋁能與所有的酸和堿反應(yīng)放出氫氣
B．用酒精燈外焰加熱鋁箔，可以看到少量液滴懸而不落，說明鋁的熔點(diǎn)比氧化鋁高
C．鋁合金質(zhì)輕，強(qiáng)度大，耐腐蝕，可以用作門窗
D．氫氧化鋁能溶于氨水

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

10．下列有關(guān)金屬及其化合物的說法正確的是（　　）
A．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)陰極上依次析出Cu、Fe、Al
B．可以用鋁熱反應(yīng)來制取鎂
C．鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成Fe2O3和H2
D．Na久置于空氣中，可以和空氣中的有關(guān)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，最終生成Na2CO3

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：多選題

17．下列變化規(guī)律中正確的是（　　）
A．金屬Na、Mg、A1熔、沸點(diǎn)由高到低
B．HC1、HBr、HI的還原性由弱到強(qiáng)
C．H+、Li+、H-的半徑由小到大
D．同濃度的硫酸鈉、乙酸鈉、碳酸鈉溶液的堿性由強(qiáng)到弱

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：推斷題

7．常溫下，A是雙原子分子氣態(tài)單質(zhì)，顯黃綠色，M為71g/mol，B、C、D都是含A元素的化合物，轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示
（1）分別寫出A、B、C、D的化學(xué)式：
ACl2；  BHClO；CNaCl；  DHCl．
（2）寫出A→B、C→D的化學(xué)方程式：
A→BCl2+H2O=HCl+HClO；C→DNaCl+H2SO4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO4+HCl↑．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

14．下列應(yīng)用或解釋合理的是（　�。�
A．氯化鈉溶液顯中性，可用鋁制容器貯存氯化鈉溶液
B．SO2具有漂白性，可使紫色石蕊試液褪為無色
C．丁達(dá)爾效應(yīng)是區(qū)分膠體和溶液的一種常用物理方法
D．在實(shí)驗(yàn)室里，常用電解飽和食鹽水的方法制取氯氣

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．已知氨可以與熱的氧化銅反應(yīng)得到N2和金屬銅，用如圖所示裝置可以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)．

（1）A中加入的物質(zhì)是氯化銨和氫氧化鈣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Ca（OH）2+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
（2）B中加入的物質(zhì)是堿石灰，其作用是干燥氨氣．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)C中觀察到的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色，反應(yīng)的方程式2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2+3H2O+3Cu．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)D中觀察到的現(xiàn)象是有刺激性氣味的液態(tài)的物質(zhì)產(chǎn)生，D中收集到的物質(zhì)是氨水（填名稱）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

12．同溫同壓下，1mol氫氣（H2）和1mol臭氧（O3）氣體一定具有相同的（　�。�
A．體積B．原子數(shù)C．質(zhì)量D．密度

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同步練習(xí)冊(cè)答案