Question

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份，向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解銅19.2g（已知硝酸只被還原為NO氣體）；向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵質(zhì)量增加的變化如圖所示．下列分析或結(jié)果錯誤的是

1. A.
   溶液中最終溶質(zhì)為FeSO₄
2. B.
   OA段產(chǎn)生是NO，AB段反應(yīng)為2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，BC段產(chǎn)生氫氣
3. C.
   混合液中N0₃^-的物質(zhì)的量為0.4mol
4. D.
   c（H₂S0₄）為5mol?L^-1

Answer 1

D
分析：A、由圖可知，鐵先與硝酸反應(yīng)，之后鐵與鐵離子反應(yīng)生產(chǎn)亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應(yīng)，鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，沒有顯酸性的硝酸；
B、由圖可知，鐵先與硝酸反應(yīng)，生成三價鐵離子和一氧化氮，之后鐵與鐵離子反應(yīng)生產(chǎn)亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應(yīng)；
C、由圖可知，OA段鐵與硝酸反應(yīng)生成三價鐵離子和NO，消耗鐵11.2g，物質(zhì)的量為0.2mol，硝酸全部反應(yīng)，氮元素全部在NO中，所以硝酸根的物質(zhì)的量等于NO的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算NO的物質(zhì)的量；
D、根據(jù)鐵和硫酸的反應(yīng)中鐵的質(zhì)量來確定所需硫酸的量，進(jìn)而確定硫酸的濃度．
解答：A、硝酸全部被還原，沒有顯酸性的硝酸，因為溶液中有硫酸根，并且鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，所以溶液中最終溶質(zhì)為FeSO₄，故A正確；
B、鐵先與硝酸反應(yīng)，生成三價鐵離子和一氧化氮，之后鐵與鐵離子反應(yīng)生產(chǎn)亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應(yīng)生成氫氣，故B正確；
C、由圖可知，OA段鐵與硝酸反應(yīng)生成三價鐵離子和NO，消耗鐵11.2g，物質(zhì)的量為0.2mol，硝酸全部反應(yīng)，氮元素全部在NO中，所以硝酸根的物質(zhì)的量等于NO的物質(zhì)的量，令生成NO的物質(zhì)的量為xmol，電子轉(zhuǎn)移守恒有，0.2mol×3=xmol×（5-3），解得x=0.2，所以原混合液中N0₃^-的物質(zhì)的量為0.4mol，故C正確；
D、反應(yīng)消耗22.4g鐵，也就是0.4mol時，溶液為硫酸亞鐵溶液，根據(jù)硫酸根守恒可知，每份含硫酸0.4mol，硫酸濃度是=4mol/l，故D錯誤．
故選D．
點評：本題是一道結(jié)合圖象來考查有關(guān)金屬和酸反應(yīng)的計算，難度較大，關(guān)鍵根據(jù)圖象分析清楚各段發(fā)生的反應(yīng)．