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将Fe和Cu的混合粉末加入到100mL4mol/L稀硝酸中充分反应后:(1)若反应后有Cu剩余,则此溶液中一定有的阳离子是______,可能有的阳离子是______.(不考虑水电离出的H+,下同)(2)若反应后
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更新时间:2024-04-20 02:16:00
问题描述:

将Fe和Cu的混合粉末加入到100mL 4mol/L稀硝酸中充分反应后:

(1)若反应后有Cu剩余,则此溶液中一定有的阳离子是______,可能有的阳离子是______.(不考虑水电离出的H+,下同)

(2)若反应后的溶液中有Fe3+,则溶液中一定含有的阳离子是______,可能含有的阳离子是______.

(3)如果反应后的溶液中无金属剩余,则加入金属粉末的最大质量应小于______.

(4)如果加入的Fe和Cu的质量比为7:8,则使HNO3完全反应的金属粉末的最小质量为______.

郭耀回答:
  (1)若反应后有Cu剩余,肯定没有Fe3+,则此溶液中一定有Fe2+,可能有Cu2+;故答案为:Fe2+ Cu2+;   (2)若反应后有Fe3+时,金属铜全部反应掉了2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,则此溶液中一定有Cu2+,可能有Fe2+;故答案为:Cu2+ Fe2+;   (3)由上述三个过程可知,只发生与铜的反应时所需的金属量最多,由3Cu~8HNO3可解得需Cu的质量为9.6g;故答案为:9.6 g;   (4)因要求HNO3完全反应且金属质量最小,所以加入的铁要尽可能多耗酸,所以生成的是Fe3+,而Fe和Cu的质量比为7:8,可得到两者的物质的量之比为1:1,设铁铜物质的量为x;   根据反应的定量关系:Fe→4HNO3,3Cu→8HNO3   1 4 3 8   x 4x x 8x/3   硝酸物质的量为0.4mol;   所以根据计算得到:4x+8x/3=0.4,可解得需要Fe和Cu的物质的量均为0.06mol,质量为0.06mol×64g/mol+0.06mol×56g/mol=7.2g;从而可得金属粉末的质量为7.2g;   故答案为:7.2g.
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