答
每次均有金属剩余,说明反应后溶液中肯定没有Fe3+,肯定有Fe2+,发生反应:
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-均为:0.2L×0.6mol/L=0.12mol,而有金属剩余,知道反应后溶液中必然不含H+,而NO3-只有被还原:0.12mol×=0.03mol.
设溶解Cu为xmol,溶解Fe为ymol,则:xmol+ymol=×0.12mol;且 64g/mol×xmol+56g/mol×ymol=8.08g-5.44g=2.64g.解这个方程组,得:x=0.015,y=0.03.
第二次又加入H+为:0.05L×0.4mol/L×2=0.04mol,从方程式看出又有0.01mol的NO3-进一步被还原.而如果金属全部消耗的是Fe,则金属必然减少:56g/mol××0.04mol=0.84g<5.44g-4.48g=0.96g;
而如果金属消耗的都是Cu,则金属减少:64g/mol××0.02mol=0.96g=5.44g-4.48g=0.96g,说明消耗的只有Cu.则可知第一次反应后剩余的5.44g金属全部是Cu,
A.由上述分析可知,第一次反应后剩余的5.44g金属全部是Cu,故A错误;
B.由上述分析可知,第一次反应后剩余的5.44g金属全部是Cu,故B正确;
C.由上述分析可知,n(NO)=n(NO3-)=0.03mol+0.01mol=0.04mol,故C错误;
D.由上述分析可知,可知原混合物中含Cu:0.015mol×64g/mol+5.44g=6.4g,含Fe为:0.03mol×56g/mol=1.68g,原混合物中金属铁的质量分数为:×100%=20.8%,故D正确;
故选BD.
答案解析:每次均有金属剩余,说明反应后溶液中肯定没有Fe3+,肯定有Fe2+,发生反应:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,3Fe+8H++2NO3-=Fe2++2NO↑+4H2O,
而有金属剩余,知道反应后溶液中必然不含H+,而NO3-只有被还原:0.12mol×=0.03mol,设溶解Cu为xmol,溶解Fe为ymol,根据方程式及剩余金属质量列方程解答;
第二次又加入H+为:0.05L×0.4mol/L×2=0.04mol,从方程式看出又有0.01mol的NO3-进一步被还原.如果金属全部消耗的是Fe,计算金属质量减少,如果金属消耗的都是Cu,计算金属质量减少,与实际金属质量减少比较判断第一次剩余的金属,据此解答.
考试点:有关混合物反应的计算.
知识点:本题考查混合物的有关计算,难度较大,判断第一次剩余的金属组成是解题的关键,是对学生综合能力的考查.