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Fe^3＋，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(zhì)量最大為                         。
(4)如果加入的Fe和Cu的質(zhì)量比為7∶8，則使HNO₃完全反應的金屬最小質(zhì)量為                                                                    。

Answer 1

(1)Fe^2＋　Cu^2＋
(2)Cu^2＋　Fe^2＋或H^＋
(3)9.6 g
(4)7.2 g

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Fe^3＋；②與Cu反應生成Cu^2＋；③Fe^3＋與Fe反應生成Fe^2＋。(1)若反應后有Cu剩余，則此溶液中一定有的陽離子是Fe^2＋，可能有的陽離子是Cu^2＋；(2)若反應后有Fe^3＋，則此溶液中一定有的陽離子是Cu^2＋，可能有的陽離子是Fe^2＋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(fā)生與銅的反應時所需的金屬質(zhì)量是最大的，由3Cu～8HNO₃可解得需Cu的質(zhì)量最大為9.6 g；(4)因要求金屬質(zhì)量要最小，所以加入的鐵要盡量多地耗酸，所以生成的是Fe^3＋，加入的Fe與Cu的質(zhì)量比為7∶8，得到兩者的物質(zhì)的量之比為1∶1，根據(jù)Fe～4HNO_3,3Cu～8HNO₃可解得需金屬的物質(zhì)的量各為0.06 mol，從而可得金屬的質(zhì)量為7.2 g。