Question

向500mL bmol/L稀硝酸中加入等物质的量的铁粉和铜粉的混合物18g，充分反应（设HNO₃只被还原成NO）．下列有关该反应的判断正确的是

A．若铜有剩余，则向反应后的溶液中再滴加硫酸，铜也不能溶解

B．若金属全部溶解，则反应后的溶液中一定含有Cu²⁺、Fe³⁺离子

C．若铁粉全部转化为Fe²⁺离子，则b的值为0.8

D．若反应后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=3：2，则产生的NO为5152 mL（标准状况）

Answer

D

【解析】

试题分析：设铁和铜的物质的量都为n，等物质的量的铁粉和铜粉的混合物18g，则56n+64n=18，解得：n=0.15mol，

A．Fe优先反应，若Cu有剩余，反应后的溶液中含有硝酸根离子，滴加硫酸后，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能够继续氧化铜；

B．若金属全部溶解，Fe的存在形式为Fe2+或Fe3+；

C．若铁粉全部转化为Fe2+离子，说明稀硝酸与金属恰好完全反应，反应后溶质为0.15mol硝酸铜、0.15mol硝酸亚铁，根据电子守恒计算出生成NO的物质的量，再根据硝酸亚铁、硝酸铜的物质的量计算出硝酸根离子的物质的量，再根据N原子守恒计算出稀硝酸的物质的量，最后根据c=计算出b；

D．若反应后的溶液中n（Fe3+）：n（Fe2+）=3：2，铁、铜的总物质的量为0.15mol，据此可分别计算出反应后溶液中n（Fe3+）、n（Fe2+）、n（Cu2+）=0.15mol，根据电子守恒可计算出生成NO的物质的量，再根据V=nVm计算出标准状况下0.23molNO的体积．

【解析】
等物质的量的铁粉和铜粉的混合物18g，设物质的量为n，则：56n+64n=18，解得：n=0.15mol，

A．若Cu有剩余，反应后的溶液中含有硝酸根离子，再滴加硫酸后铜继续溶解，故A错误；

B．若金属全部溶解，则反应后的溶液中含有的离子可能为Cu2+、Fe3+或Cu2+、Fe2+或Fe3+、Cu2+、Fe2+，故B错误；

C．若铁粉全部转化为Fe2+离子，说明稀硝酸与金属恰好完全反应，反应后溶质为0.15mol硝酸铜、0.15mol硝酸亚铁，根据电子守恒可知生成NO的物质的量为：=0.2mol，根据N原子守恒可知稀硝酸的物质的量为：0.2mol+0.15mol×2+0.15mol×2=0.8mol，则硝酸的浓度为：=1.6mol/L，即b=1.6，故C错误；

D．若反应后的溶液中n（Fe3+）：n（Fe2+）=3：2，则Cu完全反应，反应后溶液中：n（Fe3+）=0.15mol×=0.09mol，n（Fe2+）=0.15mol﹣0.09mol=0.06mol，n（Cu2+）=0.15mol，根据电子守恒可知生成NO的物质的量为：=0.23mol，标准状况下0.23molNO的体积为：22.4L/mol×0.23mol=5.512L=5152mL，故D正确；故选D．