集线器驱动:一个高中化学问题

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/05/06 08:26:24
一定量的铁铜合金一起投入含有一定量的稀硝酸溶液中,硝酸的还原产物只有NO
那么,残留固体所有可能的组成成分和此时溶液中的金属离子可能有哪些情况?
为什么?反映的先后顺序是什么?

分析:在一定量的铁铜混合物中加入稀硝酸,随着硝酸增加,反应历程可从以下6个阶段进行分析研究。
(1)开始时,铁铜过量,由于氧化性HNO3 (稀)>Fe3+>Cu2+;还原性Fe>Cu,故HNO3只能将铁部分铁氧化成Fe3+,生成的Fe3+又将Fe氧化成Fe2+,本身也被还原成Fe2+,故此时,溶液中阳离子为Fe2+,铁铜过量,可看成只发生反应①③(见表2,下同)。
表2:
① Fe+4HNO3=、Fe (NO3)3+NO↑+2 H2O
② 3Cu+8HNO3、=3 Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O
③ 2Fe(NO3)3+Fe =3 Fe (NO3)2
④ 2Fe(NO3)3+Cu= 2Fe(NO3)2+Cu (NO3)2
⑤ Fe+Cu2+= Fe2++Cu
氧化性:HNO3 (浓)>HNO3 (稀)>Fe3+>Cu2+>、Fe2+;还原性Fe>Cu
(2)随硝酸量的增加,生成的Fe3+刚好将铁全部氧化,此时溶液中只有Fe2+,残留的固体只有铜,可看成只发生反应①③。
(3)随硝酸量的增加,生成的Fe3+(量更多了)将余下的铁全部氧化后还有余,多余的Fe3+将部分铜氧化,此时溶液中只有Fe2+ 、Cu2+,残留的固体是铜,可看成只发生反应①③④。
(4)随硝酸量的增加,生成的Fe3+(量更多了)将余下的铁和全部的铜完全氧化,或硝酸将全部的铁和部分的铜氧化,生成的Fe3+将余下的铜刚好全部氧化,此时溶液中只有Fe2+ 、Cu2+,无残留固体,可看成只发生反应①③④或①②④,
(5)随硝酸量的增加,生成的Fe3+(量更多了)将余下的铁和全部的铜全部氧化后还有余;或铁全部生成Fe3+,此Fe3+将全部的铜氧化且有余;或硝酸将全部的铁氧化成Fe3+,并将部分的铜氧化,Fe3+又将余下的铜全部氧化且Fe3+有余,此时溶液中有Fe3+、Fe2+ 、Cu2+,无残留固体,可看成只发生反应①③④或①④或①②④。
(6)随硝酸量的增加,硝酸直接将铁铜全部氧化或硝酸有余,此时溶液中有Fe3+、Cu2+(H+),无残留固体,只发生反应①②。
解析:(1)表1中随HNO3用量的增加,溶液中的金属离子和残留固体的成分依次有六种情况,与反应6阶段刚好一致,故依据6阶段就可完成表1得:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
溶液中的金属离子 Fe2+ Fe2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Fe3+、Cu2+ Cu2+、Fe3+
残留固体成分 Fe、Cu Cu Cu 无 无 无
(2)若残留固体只有铜时,则铜可能全部留下或部分留下,故可能是第2阶段,也可能是第3阶段,所以溶液中可能存在的金属离子为Fe2+或Fe2+、Cu2+。
若合金全部溶解,则可能是第4阶段,也可能是第5阶段,也可能是第6阶段,所以溶液中金属离子为Fe2+、Cu2+或Fe3+、Fe2+、Cu2+或Fe3+、Cu2+

①铁过量——固体:Fe、Cu 离子:Fe2+
②铜过量——固体:Cu 离子:Cu2+,Fe2+
③固体:Cu 离子:Fe2+

我觉得无所谓反应顺序的问题,只有金属阳离子和金属固体的共存问题

稀硝酸过量:硝酸盐,NO,H2O
铁铜合金过量:从铁铜比例考虑.