6.為了測定銅鐵合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),在10.00g試樣中加入200mL、0.6mol/L的稀硝酸,充分反應(yīng)后剩余金屬7.48g,再向其中加入50mL、0.4mol/L的稀硫酸,充分振蕩后剩余金屬6.60g.若硝酸的還原產(chǎn)物只有NO,下列說法正確的是( 。
A.上述測定不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td>B.剩余的7.48g金屬為銅
C.共生成NO氣體 0.04molD.該合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69.2%

分析 每次均有金屬剩余,說明反應(yīng)后溶液中一定沒有Fe3+,肯定有Fe2+,發(fā)生反應(yīng)方程式為:3Cu+8H++NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,3Fe+8H++NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,
而有金屬剩余,則反應(yīng)后溶液中必然不含H+,而NO3-只有$\frac{1}{4}$被還原:0.12mol×$\frac{1}{4}$=0.03mol,根據(jù)固體質(zhì)量變化判斷第一次溶解金屬情況;
第二次又加入H+為:0.05L×0.4mol/L×2=0.04mol,從方程式看出又有0.01mol的NO3-進(jìn)一步被還原,設(shè)出銅和鐵的物質(zhì)的量,然后根據(jù)質(zhì)量變化及氫離子的物質(zhì)的量列式計(jì)算出第二次溶解的金屬,從而得出合金中各組分的含量、生成一氧化氮的物質(zhì)的量、銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:每次均有金屬剩余,說明反應(yīng)后溶液中肯定沒有Fe3+,肯定有Fe2+,發(fā)生反應(yīng):
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
3   8    2
3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O
3   8    2
第一次加入H+和NO3-均為:0.2L×0.6mol/L=0.12mol,而有金屬剩余,知道反應(yīng)后溶液中必然不含H+,而NO3-只有$\frac{1}{4}$被還原:0.12mol×$\frac{1}{4}$=0.03mol,
消耗的金屬的物質(zhì)的量為:0.12mol×$\frac{3}{8}$=0.045mol,如果溶解的金屬全部為Fe,則消耗金屬的質(zhì)量為:56g/mol×0.045g=2.52g,
而金屬減少的質(zhì)量為:10.0g-7.48g=2.52g,則第一次溶解的只有Fe,Cu沒有參與反應(yīng);
第二次又加入H+為:0.05L×0.4mol/L×2=0.04mol,根據(jù)方程式可知又有0.01mol的NO3-進(jìn)一步被還原,而如果金屬全部消耗的是Fe,則金屬必然減少:56g/mol×$\frac{3}{8}$×0.04mol=0.84g<7.48g-6.60g=0.88g;
而如果金屬消耗的都是Cu,則金屬減少:64g/mol×$\frac{3}{8}$×0.02mol=0.96g>7.48g-6.60g=0.88g,說明第二次消耗的金屬為Fe和Cu;
則第一次反應(yīng)后剩余的7.48g金屬為Fe和Cu的混合物,6.60g完全為Cu,
設(shè)第二次溶解的鐵的物質(zhì)的量為xmol、銅的物質(zhì)的量為ymol,則:①xmol+ymol=$\frac{3}{8}$×0.04mol=0.015mol;
根據(jù)金屬質(zhì)量變化可知:②56g/mol×xmol+64g/mol×ymol=7.48g-6.60g=0.88g,
根據(jù)①②解得:x=0.01,y=0.005,
則混合物中Cu的質(zhì)量為:6.60g+64g/mol×0.005mol=6.92g,
A.由以上分析可知,可以計(jì)算出混合物中含有6.92g銅,從而得出合金中各組分的含量,故A錯誤;
B.剩余的7.48g為鐵和銅的混合物,故B錯誤;
C.根據(jù)反應(yīng)方程式可知,生成一氧化氮的物質(zhì)的量為反應(yīng)的氫離子總物質(zhì)的量的$\frac{1}{4}$,則:n(NO)=$\frac{1}{4}$(0.12mol+0.04mol)=0.04mol,故C正確;
D.根據(jù)計(jì)算可知,合金中含有6.92g銅,則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{6.92g}{10g}$×100%=69.2%,故D正確;
故選CD.

點(diǎn)評 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算,題目難度較大,判斷第一次剩余的金屬組成是解題的關(guān)鍵,是對學(xué)生綜合能力的考查,正確書寫反應(yīng)的離子方程式為解答本題前提,試題充分考查了學(xué)生的理解能力及化學(xué)計(jì)算能力.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.下列推斷正確的是( 。
A.SiO2是酸性氧化物,能與NaOH溶液反應(yīng)
B.Na2CO3、NaHCO3都是鹽,都能與CaCl2溶液反應(yīng)
C.CO、NO都是大氣污染氣體,在空氣中都能穩(wěn)定存在
D.Fe和Al都是金屬,都不能與堿溶液反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.海洋資源的開發(fā)與利用具有廣闊的前景.海水的pH一般在7.5~8.6之間,某地海水中主要離子的含量如下表:
成分Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-
含量/mg•L-19360832001100160001200118
(1)海水顯弱堿性的原因是(用離子方程式表示)HCO3-+H2O?H2CO3+OH-.該海水中Ca2+的物質(zhì)的量濃度為5×10-3 mol•L-1
(2)電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù),其原理如圖1所示.其中陰(陽)離子交換膜只允許陰(陽)離子通過.

①陰極的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑.
②電解一段時(shí)間,陰極區(qū)會產(chǎn)生水垢,其成分為CaCO3和Mg(OH)2,寫出生成CaCO3的離子方程式
Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O.
③淡水的出口為a、b、c中的b出口.
(3)海水中鋰元素儲量非常豐富,從海水中提取鋰的研究極具潛力.鋰是制造化學(xué)電源的重要原料,如LiFePO4電池某電極的工作原理如圖2所示:
該電池電解質(zhì)為能傳導(dǎo)Li+的固體材料.放電時(shí)該電極是電池的正極(填“正”或“負(fù)”),電極反應(yīng)式為FePO4+e-+Li+=LiFePO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.下列化學(xué)表述正確的是(  )
A.氯化鈉的晶體模型:
B.鈹原子最外層的電子云圖:
C.次氯酸的結(jié)構(gòu)式:H-O-Cl
D.CH3CHOHCH(CH32名稱:2-3-二甲基丙醇

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.可簡寫為.達(dá)菲是世界衛(wèi)生組織推薦的抗禽流感藥物,其結(jié)構(gòu)簡式如圖(),有關(guān)它的說法錯誤的是(  )
A.達(dá)菲是一種磷酸鹽
B.達(dá)菲分子中含有肽鍵
C.達(dá)菲的分子式為C16H31N2O8P
D.1mol達(dá)菲可與2mol H2發(fā)生加成反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.用NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是( 。
A.常溫下,10L pH=1的硫酸溶液中含有的H+數(shù)為NA
B.將58.5g NaCl溶于1.00L水中,所得NaCl溶液的濃度為1.00mol•L-1
C.1molCl2與足量的鐵反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA
D.1molAl3+含有的核外電子數(shù)為3NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(  )
A.28g N2、N2O、N2O4的混合氣體含有氮原子數(shù)為2NA
B.質(zhì)量均為7.8 g Na2S、Na2O2的固體中含有的陰離子數(shù)均為0.1NA
C.0.5 mol•L-1的乙酸溶液中,乙酸分子的數(shù)目小于0.5NA
D.78g苯分子中含有碳碳雙鍵數(shù)為3 NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.A、B、C、D、E為短周期元素,其原子序數(shù)依次增大.其中A的最外層電子數(shù)為其周期數(shù)的2倍;B和D為同主族元素,其中B的氫化物在常溫下為液態(tài);C的+1價(jià)離子比E的-1價(jià)離子少8個電子.則下列說法正確的是( 。
A.D氫化物的穩(wěn)定性比B氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)
B.5種元素中,E元素氧化物的水合物的酸性最強(qiáng)
C.A與B、D分別可形成AB2、AD2的化合物
D.B和C可形成離子化合物,且C離子的半徑大于B離子的半徑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.某校化學(xué)興趣小組為探究FeSO4和NaHCO3的反應(yīng),按右圖所示操作將NaHCO3溶液滴加到FeS04溶液中(FeS04和NaHCO3溶液均用經(jīng)煮沸后冷卻的蒸餾水配制,并在FeSO4溶液中加入少量鐵粉).觀察到試管中立即出現(xiàn)白色沉淀,同時(shí)有大量無色氣體生成.
(1)產(chǎn)生的氣體是CO2(填分子式).
【查閱資料】:FeCO3為白色固體,不溶于水,在干燥空氣中穩(wěn)定,潮濕環(huán)境中需較長時(shí)間才能被氧化為Fe(OH)3
(2)關(guān)于白色沉淀的成分,小組同學(xué)提出如下假設(shè),請補(bǔ)充完成假設(shè)3:
假設(shè)l:白色沉淀是Fe(OH)2;
假設(shè)2:白色沉淀是FeCO3;
假設(shè)3:白色沉淀是Fe(OH)2和FeCO3;
(3)若假設(shè)1成立,寫出生成Fe(OH)2的化學(xué)方程式:FeSO4+2NaHCO3=Fe(OH)2↓+Na2SO4+2CO2↑,
經(jīng)煮沸后冷卻的蒸餾水配制FeSO4和NaHCO3溶液的目的是除去水中溶解的氧氣,防止生成的氫氧化亞鐵被迅速氧化.某同學(xué)認(rèn)為白色沉淀不可能為Fe(OH)2,你是否同意其觀點(diǎn)?不同意(填“同意”或“不同意”),理由是反應(yīng)體系進(jìn)行了無氧處理,并且碳酸氫鈉水解提供了堿性環(huán)境
(4)請?jiān)O(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)2,寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論,實(shí)驗(yàn)所需儀器和藥品自選.

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