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，產生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示．下列分析錯誤的是（　�。�

• A、AB段的反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
• B、第二份溶液中最終溶質為FeSO₄
• C、混合酸中NO₃^-物質的量為0.4mol
• D、混合酸中H₂SO₄濃度為5mol?L^-1

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：由圖象可知，由于鐵過量，OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
A．鐵先與硝酸反應生成一氧化氮與鐵離子，之后鐵與鐵離子反應生產亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應；
B．鐵先與硝酸反應，之后鐵與鐵離子反應生產亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應，鐵單質全部轉化為亞鐵離子，硝酸全部起氧化劑作用，沒有顯酸性的硝酸；
C．OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，根據鐵的物質的量結合離子方程式計算；
D．根據鐵和硫酸的反應中鐵的質量來確定所需硫酸的量，進而確定硫酸的濃度．

解答： 解：A．由圖象可知，由于鐵過量，OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，故A正確；
B．硝酸全部被還原，沒有顯酸性的硝酸，因為溶液中有硫酸根，并且鐵單質全部轉化為亞鐵離子，所以溶液中最終溶質為FeSO₄，故B正確；
C．OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，故原混合液中n（NO₃^-）=2n（Fe）=2×

11.2g

56g/mol

=0.4mol，故C正確；
D．第二份反應消耗22.4g鐵，物質的量為

22.4g

56g/mol

=0.4mol，所有的鐵都在硫酸亞鐵中，根據硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，所原混合酸中H₂SO₄物質的量為0.4 mol×2=0.8mol，原混合溶液中硫酸濃度為

0.8mol

0.2L

=4mol/L，故D錯誤．
故選D．

點評：本題以圖象為載體考查金屬和酸反應的有關計算，難度中等，關鍵根據圖象分析各段發(fā)生的反應，注意與鐵的反應中硝酸全部起氧化劑作用．