现有Fe,Cu组成的合金,总物质的量为a摩尔,Cu的质量分数为x,研成粉末后全部投入含有b摩尔HNO3的溶液中,微热使其充分反应,且硝酸的还原产物只有NO,试回答下列问题：（1）列出固体残留成分以

Question

现有Fe,Cu组成的合金,总物质的量为a摩尔,Cu的质量分数为x,研成粉末后全部投入含有b摩尔HNO3的溶液中,微热使其充分反应,且硝酸的还原产物只有NO,试回答下列问题：
（1）列出固体残留成分以及所对应的溶液中的金属离子的所有可能情况
（2）当溶液中金属离子只有Fe2+Cu2+
时,求b的取值范围（用a,x表示）
（3）当x=0.5时,溶液中Fe3+和Fe2+物质的量相等时,在标况下共产生672ml气体,求a,b的值?

Answer 1

你这个题目应该打错了吧,Cu的物质的量分数为x,而不是Cu的质量分数为x吧.
如果是Cu的物质的量分数为x
稀HNO3先与铁反应生成Fe2+（本来生成Fe3+,但铁可能过量,此外还有金属铜,则先生成Fe2+）,如果HNO3未消耗完,则与Cu反应生成Cu2+,如果此时还有HNO3,则与Fe2+反应生成Fe3+. 综合如下：
（1） 固体残留成分 溶液中的金属离子
Fe、Cu Fe2+
Cu Fe2+ （铁恰好完全反应生成Fe2+）
Cu Fe2+、Cu2+ （铜部分反应）
无残留 Fe2+ 、Cu2+ （铜恰好完全反应）
无残留 Fe2+ 、Fe3+、Cu2+ （硝酸将Fe2+部分氧化成Fe3+）
无残留 Fe3+、Cu2+ （硝酸将Fe2+全部氧化成Fe3+）
（2）
金属离子只有Fe2+和Cu2+,为HNO3与铁反应全部生成Fe2+后开始与Cu反应到恰好与Cu完全反应.
3Fe + 8HNO3（稀） = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
3mol 8mol
a(1-x) 8a(1-x)/3 反应后HNO3有剩余再与Cu反应,所以b>8a(1-x)/3
3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O
3mol 8mol
ax 8ax/3 此时消耗的HNO3为8a(1-x)/3+8ax/3 =8a/3
所以当 8a(1-x)/3