将18g铜和铁的混合物投入200mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下2.24L NO,剩余9.6g金属;继续加入200
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1。由于反应到最后加入KSCN溶液,溶液不变红色,所以理论上是不存在三价铁离子,只有二价铜离子和二价铁离子,这也说明全部的稀硝酸也刚好反应完毕(因为如果还存在硝酸,那么其氧化性会把二价铁离子氧化成三价铁离子);
2。假设混合金属里面有x mol的Cu和y mol的铁,那么反应最后所以的金属就失去了(2x+2y)mol的电子;
3。反应最后获得标况下4。48L的NO,也就是0。2mol的NO,这个过程中N从HNO3(N是+5价)变成NO(但是+2)价,总共得到了(5-2)*0。2=0。6mol的电子;
4。根据得失电子守恒,我们可以知道2x+2y=0。6mol;而我们已知混合金属的重量是18g,所以又有64x+56y=18,最后解得x=0。15 mol y =0。15 mol。也就是混合金属中铜和铁的物质的量各是0。15 mol。
问题2:
由于第一步的推理我们知道全面的硝酸都已经反应,所以根据N元素守恒,反应前HNO3的物质的量等于NO和溶液中硝酸根的物质的量总和,反应后生产的NO的物质的量为0。2mol,硝酸铜和硝酸亚铁的总物质的量为0。3mol,所以硝酸根的量为0。6mol;所以硝酸的物质的量浓度为(0。2+0。6)mol/400ml=2mol/L。
问题3:
200ml的稀硝酸里面含有2mol/L*0。2L=0。4mol HNO3;而我们知道混合金属里面有0。15mol铁,所以原溶液中有0。15mol的二价铁离子,需要0。05mol的硝酸才能完全氧化(根据电子得失守恒,1mol的硝酸能氧化3mol的亚铁离子),另外需要额外的0。15mol硝酸根来跟三价铁离子配对才能使满足最后溶液的电中性,所以我们只需要硝酸(0。05+0。15)mol=0。2mol的硝酸,所以溶液中亚铁离子不足,最后生成的NO应该以亚铁的量来计算,根据电子得失守恒,我们知道最后得到0。05molNO,也就是标况下的1。12L NO。
图解如下:
补充一下:图片里的解释是为了方便计算,实际过程中硝酸跟铁反应是不会生成硝酸亚铁的。实际的过程应该是硝酸同时跟铜跟铁反应,生成硝酸铁和硝酸铜,硝酸反应完毕后,过量的铜或铁再跟硝酸铁反应,使硝酸铁变成硝酸亚铁。但是无论怎么思考,电子守恒这个定律是不变的。希望我的回答能令你满意。
最新回答共有2条回答
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2026-03-30 15:30:06追寻的月饼
回复问题一:1。由于反应到最后加入KSCN溶液,溶液不变红色,所以理论上是不存在三价铁离子,只有二价铜离子和二价铁离子,这也说明全部的稀硝酸也刚好反应完毕(因为如果还存在硝酸,那么其氧化性会把二价铁离子氧化成三价铁离子);2。假设混合金属里面有x mol的Cu和y mol的铁,那么反应最后所以的金属就失去了(2x+2y)mol的电子;3。反应最后获得标况下4。48L的NO,也就是0。2mol的NO,这个过程中N从HNO3(N是+5价)变成NO(但是+2)价,总共得到了(5-2)*0。2=0。6mol的电子;4。根据得失电子守恒,我们可以知道2x+2y=0。6mol;而我们已知混合金属的重量是18g,所以又有64x+56y=18,最后解得x=0。15 mol y =0。15 mol。也就是混合金属中铜和铁的物质的量各是0。15 mol。问题2: 由于第一步的推理我们知道全面的硝酸都已经反应,所以根据N元素守恒,反应前HNO3的物质的量等于NO和溶液中硝酸根的物质的量总和,反应后生产的NO的物质的量为0。2mol,硝酸铜和硝酸亚铁的总物质的量为0。3mol,所以硝酸根的量为0。6mol;所以硝酸的物质的量浓度为(0。2+0。6)mol/400ml=2mol/L。问题3: 200ml的稀硝酸里面含有2mol/L*0。2L=0。4mol HNO3;而我们知道混合金属里面有0。15mol铁,所以原溶液中有0。15mol的二价铁离子,需要0。05mol的硝酸才能完全氧化(根据电子得失守恒,1mol的硝酸能氧化3mol的亚铁离子),另外需要额外的0。15mol硝酸根来跟三价铁离子配对才能使满足最后溶液的电中性,所以我们只需要硝酸(0。05+0。15)mol=0。2mol的硝酸,所以溶液中亚铁离子不足,最后生成的NO应该以亚铁的量来计算,根据电子得失守恒,我们知道最后得到0。05molNO,也就是标况下的1。12L NO。 图解如下: 补充一下:图片里的解释是为了方便计算,实际过程中硝酸跟铁反应是不会生成硝酸亚铁的。实际的过程应该是硝酸同时跟铜跟铁反应,生成硝酸铁和硝酸铜,硝酸反应完毕后,过量的铜或铁再跟硝酸铁反应,使硝酸铁变成硝酸亚铁。但是无论怎么思考,电子守恒这个定律是不变的。希望我的回答能令你满意。
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