Question

【題目】甲、乙兩組同學(xué)分別對銅、鐵與硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究，請你參與并完成對有關(guān)問題的解答。

（1）甲組同學(xué)采用如右圖所示裝置驗(yàn)證銅與硝酸的反應(yīng)。已知儀器a中盛有足量一定濃度的硝酸溶液，試管b中盛有3.2g銅。

①請寫出銅與稀硝酸反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式_________________________________________。

②在銅與硝酸的反應(yīng)中，硝酸所表現(xiàn)出的化學(xué)性質(zhì)主要有__________________________。

③儀器c中收集的氣體主要是_______________________。（填分子式）

④待試管b中反應(yīng)進(jìn)行完全，如果向b中液體里加入足量氫氧化鈉溶液，可生成沉淀的質(zhì)量是______g。

（2）乙組同學(xué)對鐵與稀硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究．他們用amolFe和含有bmolHNO3的稀硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若兩種物質(zhì)恰好反應(yīng)都無剩余，且HNO3只被還原成NO，反應(yīng)結(jié)束后溶液中含有Fe3+和Fe2+。

①反應(yīng)結(jié)束后的溶液中NO3-的物質(zhì)的量的取值范圍是___________（用含a的代數(shù)式等表示）

②若反應(yīng)結(jié)束后的溶液中Fe3+、Fe2+的物質(zhì)的量之比n（Fe3+）∶n（Fe2+）為3∶1，則b∶a的值為______。

Answer 1

【答案】 3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++4H2O+2NO↑ 酸性和強(qiáng)氧化性 NO 4.9 2amol＜n（NO3-）＜3amol 11/3

【解析】(1)①銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮、水，反應(yīng)離子方程式為：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++4H2O+2NO↑，故答案為：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++4H2O+2NO↑；

②反應(yīng)中N元素的化合價(jià)部分未變化生成硝酸銅，硝酸表現(xiàn)酸，性部分降低生成氮的氧化物，硝酸表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，故答案為：酸性和強(qiáng)氧化性；

③進(jìn)入儀器c的氣體為NO2，NO2與水反應(yīng)生成NO，儀器c中收集的氣體主要是NO，故答案為：NO；

④3.2g銅的物質(zhì)的量為=0.05mol，向b中液體里加入足量氫氧化鈉溶液，銅離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀，根據(jù)銅原子守恒可知n[Cu(OH)2]=n(Cu)=0.05mol，故m[Cu(OH)2]=0.05mol×98g/mol=4.9g，故答案為：4.9；

(2)①全部為Fe3+時(shí)，溶液中NO3-的物質(zhì)的量最大，故NO3-的物質(zhì)的量最大為3amol，全部為Fe2+時(shí)，溶液中NO3-的物質(zhì)的量最小，故NO3-的物質(zhì)的量最小為3amol，由于溶液中含有Fe3+和Fe2+，故2amol＜n(NO3-)＜3amol，故答案為：2amol＜n(NO3-)＜3amol；

②n(Fe3+)：n(Fe2+)=3：1，則n(Fe3+)=amol、n(Fe2+)=amol，故溶液中n(NO3-)=3n(Fe3+) +2n(Fe2+)=amol×3+amol×2=mol，由氮原子守恒可知，n(NO)=bmol-mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有： amol×3+amol×2=(b-)mol×(5-2)，整理得b：a=，故答案為： 。