Question

將Fe和Cu的混合粉末加入到100 mL 4 mol/L稀硝酸中充分反應后：

(1)若反應后有Cu剩余，則此溶液中一定有的陽離子是 ，可能有的陽離子是 。

(2)若反應后的溶液中有Fe3＋，則溶液中一定含有的陽離子是 ，可能含有的陽離子是 。

(3)如果反應后的溶液中無金屬剩余，則加入的金屬質量最大為 。

(4)如果加入的Fe和Cu的質量比為7∶8，則使HNO3完全反應的金屬最小質量為 。

 

Answer 1

(1)Fe2＋　Cu2＋

(2)Cu2＋　Fe2＋或H＋

(3)9.6 g

(4)7.2 g

【解析】本題中要注意的是稀HNO3將鐵和銅氧化時的反應順序：①與Fe反應生成Fe3＋；②與Cu反應生成Cu2＋；③Fe3＋與Fe反應生成Fe2＋。(1)若反應后有Cu剩余，則此溶液中一定有的陽離子是Fe2＋，可能有的陽離子是Cu2＋；(2)若反應后有Fe3＋，則此溶液中一定有的陽離子是Cu2＋，可能有的陽離子是Fe2＋或H＋，而這兩者不能同時大量存在；(3)由上述的三個過程可知，只發生與銅的反應時所需的金屬質量是最大的，由3Cu～8HNO3可解得需Cu的質量最大為9.6 g；(4)因要求金屬質量要最小，所以加入的鐵要盡量多地耗酸，所以生成的是Fe3＋，加入的Fe與Cu的質量比為7∶8，得到兩者的物質的量之比為1∶1，根據Fe～4HNO3,3Cu～8HNO3可解得需金屬的物質的量各為0.06 mol，從而可得金屬的質量為7.2 g。