Question

將鐵粉和銅粉的均勻混合物，平均分成四等分，分別加入同濃度的稀硝酸，充分反應，在標準狀況下生成NO的體積和剩余金屬的質量如下表（設硝酸的還原產物只有NO）：

編 號	①	②	③	④
稀硝酸體積/mL	100 mL	200 mL	300 mL	400 mL
剩余金屬/g	18.0 g	9.6 g	0	0
NO體積/L	2.24 L	4.48 L	6.72 L	V

 
經化學定量分析，下列推斷正確的是（　　）
A．①中溶解了5.6g Fe            B．硝酸的濃度為4mol/L
C．②中溶解了9.6g Cu            D．④中V＝6.72 L

Answer 1

B

試題分析：A、鐵的金屬性強于銅，所以稀硝酸首先氧化單質鐵，然后再氧化單質銅。實驗①②中金屬均過量，所以鐵的氧化產物是硝酸亞鐵。實驗②比實驗①多溶解了18.0g－9.6g＝8.4g金屬，而還原產物NO多了4.48L－2.24L＝2.24L，物質的量是0.1mol，轉移0.1mol×（5－2）＝0.3mol。所以8.4g金屬也轉移0.3mol電子，因此金屬的相對原子質量＝8.4÷（0.3÷2）＝56，這說明溶解的金屬恰好是鐵，因此實驗①中也恰好溶解了8.4g鐵，A不正確；B、實驗①中生成硝酸亞鐵0.15mol，NO是0.1mol，實驗根據氮原子守恒可知，參加反應的硝酸是0.15mol×2＋0.1mol＝0.4mol，所以稀硝酸的濃度是0.4mol÷0.1L＝4mol/L、B正確；C、②中溶解了8.4g×2＝16.8g鐵，C不正確；D、實驗③比實驗②多溶解了9.6g金屬，多生成的NO是6.72L－4.48L＝2.24L，物質的量是0.1mol，轉移0.1mol×（5－2）＝0.3mol。如果9.6g金屬恰好是銅，則轉移電子是×2＝0.3mol，這說明9.6g金屬就是銅。由于溶液中含有Fe^2＋，所以繼續加入硝酸或繼續產生NO，④中V＞6.72 L所以選項D不正確，答案選B。