取一定量的铁、铜混合物粉末,平均分成五等份,分别向每一份中加入一定量的稀硝酸,实验中收集到的NO气体(稀硝酸的唯一还原产物)的体积及所得剩余固体的质量记录如下(所有气体的体积均在标况下测定)
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
HNO3溶液的体积(mL) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
剩余固体质量(g) | 17.2 | 8 | 0 | 0 | 0 |
气体体积(L) | 2.24 | 4.48 | 6.72 | 7.84 | 7.84 |
(2)第一次实验后剩余固体为______,第二次实验剩余固体为______(均填写化学式)
(3)求实验中每次所取混合物中铜的质量______.
(1)由第一组数据可知固体有剩余.无论硝酸和什么金属反应,根据N原子守恒得,n(HNO3)=4 n(NO).
加入100 mL硝酸溶液时,n(NO)=0.1mol,则n(HNO3)=0.4mol,所以c(HNO3)=4mol/L.
故答案为:c(HNO3)=4mol/L
(2)由1、2两组数据分析,两次剩余物的质量相差9.2g,此时生成2.24 LNO气体(转移0.15 mol电子).若只溶解铁,质量为8.4 g,若只溶解铜,质量为9.6 g.由此可知这9.2 g中应有Fe和Cu两种金属.
所以第一次实验后剩余金属为Fe和Cu.第二次实验后剩余金属只有Cu.
故答案为:Fe、Cu; Cu
(3)由以上分析可知,第二次实验后剩余铜8g,而与第一次相比少掉的9.2g中Fe和Cu都有.
设:这9.2g固体中Fe的物质的量为xmol和Cu的物质的量为ymol.
56 x+64 y=9.2 ①
2(x+y)=3×0.1 ②
解得y=0.1 mol,质量是6.4 g.
每次所取混合物中铜的质量6.4 g+8 g=14.4 g.
故答案为 14.4 g.