Question

现有Fe、Cu组成的合金，其中Fe、Cu的总物质的量为a，Cu的物质的量分数为x。将合金研成粉末后，全部投入到含b HNO₃的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有NO。试回答下列问题：

(1)用粒子符号填写下列空白(列举出全部可能的情况)

	①	②	③	④	…
残留固体成分
溶液中的金属离子

(2)当溶液中金属离子只有Fe²⁺和Cu²⁺时，则b的取值范围是__________________(用a、x表示)。

(3)当x=0.5，溶液中Fe³⁺与Fe²⁺的物质的量相等时，在标准状况下共产生672 mL气体。求a、b的值。

Answer 1

解析：(1)

①	②	③	④	⑤	⑥
FeCu	Cu	Cu
Fe2+	Fe2+	Fe2+ Cu2+	Fe2+ Cu2+	Fe2+ Fe3+ Cu2+	Fe2+ Fe3+

(2)3Cu+8HNO₃===3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

      ax   

3Fe  +  8HNO₃===3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

a(1－x)

消耗硝酸总量n(HNO₃)=+=，

＜b≤。

(3)根据电子守恒得：

0.5a×2+0.25a×3+0.25a×2=×3

a=0.04 mol

又知：3Cu&8HNO₃，3Fe&8HNO₃，Fe&4HNO₃(生成Fe³⁺)

b= mol+ mol+0.04 mol=0.12 mol。

答案：(1)

①	②	③	④	⑤	⑥
FeCu	Cu	Cu
Fe2+	Fe2+	Fe2+ Cu2+	Fe2+ Cu2+	Fe2+ Fe3+ Cu2+	Fe2+ Fe3+

(2)＜b≤

(3)a=0.04 mol，b=0.12 mol