将一定质量的铁铝铜合金加入1L一定浓度的硝酸中完全溶解测得溶液(忽略溶液体积的变化) c(H+)=0.5mol/ L c(Cu2+)=0.3mol/L c(Al3+)=0.2mol/L c(NO3-)=2mol/L 则混合物中铁的质量为6g

问题描述:

将一定质量的铁铝铜合金加入1L一定浓度的硝酸中完全溶解测得溶液(忽略溶液体积的变化) c(H+)=0.5mol/ L c(Cu2+)=0.3mol/L c(Al3+)=0.2mol/L c(NO3-)=2mol/L 则混合物中铁的质量为
6g

由反应后的离子或离子团浓度,有H+剩余,说明硝酸过量,且为浓硝酸,三种金属全部反应,反应式为Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O(1) ,2Al+6HNO3=Al(NO3)3+3H2(2),2Fe+6HNO3=Fe(NO3)3+3H2(3)。
三种金属中只有Cu消耗NO3-,,由反应式可知铜消耗的硝酸根离子=0.3mol/L*2=0.6mol/L,则原有硝酸根离子=2+0.6=2.6mol/L,说明原有H+离子为2.6mol/L。
根据反应式(1)(2),铜消耗的氢离子为0.3*4=1.2mol/L,铝消耗的氢离子为0.2*3=0.6mol/L,反应后还剩下H+离子0.5mol/L,说明铁消耗的氢离子=2.6-1.2-0.6-0.5=0.3mol/L,对应的Fe3+为0.1mol/L,所以反应的铁为0.1mol,即为5.6g。

c(H+)+2c(Cu2+)+3c(Al3+)+3c(Fe3+)=c(NO3-)
c(Fe3+)=0.1mol/L
m(Fe)=56*0.1*1=5.6g