Question

铁粉和铜粉的均匀混合物，平均分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表（设硝酸的还原产物只和NO）：

编号	①	②	③	④
稀硝酸体积/mL	100	200	300	400
剩余金属/g	18.0	9.6	0	0
NO体积/mL	2240	4480	6720	V

下列计算结果错误的是

A. ①中溶解了8.4gFe

B. 原混合物总质量为105.6g

C. 硝酸的浓度为4mol/L

D. ④中V=6720

Answer

D

【解析】

A.①②有金属剩余，①②反应结束溶液中铁元素以Fe2＋的形式存在，②在①的基础上反应，又加入100mL的硝酸，消耗金属的质量为18g－9.6g=8.4g， 产生的气体体积为4480mL－2240mL=2240mL，即n（NO）=0.1mol，根据3M＋8HNO3（稀）=3M(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，此时消耗金属的物质的量为3×0.1mol÷2=0.15mol，M的摩尔质量为8.4g÷0.15mol=56g·mol－1，①②之间消耗的铁，即①消耗的是铁，A正确；

B.根据A的分析，消耗100mL的硝酸，消耗8.4g的铁，因此一份合金的质量为18g+8.4g=26.4g，即原混合物总质量为4×26.4g=105.6g，B正确；

C.根据A的分析，100mL溶液中含硝酸物质的量为8×0.1mol÷2=0.4mol，则硝酸的浓度为0.4mol÷0.1L=4mol·L－1，C正确；

D.③在②的基础上100mL稀硝酸消耗9.6g的金属，产生(6720－4480)mL=2240mLNO，即0.1molNO，按照反应方程式消耗金属的物质的量为0.15mol，M的摩尔质量为9.6g÷0.15mol=64g·mol－1，即9.6g金属为Cu，从上述分析，②中只消耗的是Fe，铜没有参加反应，此时铁元素以Fe2＋形式存在，其物质的量为4480×10－3L÷22.4L/mol×3÷2=0.3mol，④是在③的基础之上，增加100mL硝酸将Fe2＋氧化成Fe3＋，根据反应3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O，则反应又生成0.1molNO，V(NO)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，因此V=6720mL＋2240mL=8960mL，D错误；

答案选D。