Question

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

A. 混合酸液中NO3-的物質(zhì)的量為0.4 mol

B. OA段產(chǎn)生是NO，AB段反應(yīng)為2Fe3＋+Fe=3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣

C. 溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4

D. c(H2SO4)為5 mol/L

Answer 1

【答案】D

【解析】

由圖象可知，由于鐵過量，OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H+=Fe2++H2↑。

A.OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化劑作用，根據(jù)鐵的物質(zhì)的量結(jié)合離子方程式計算；

B.鐵先與硝酸反應(yīng)生成NO與Fe3+，然后鐵與Fe3+反應(yīng)生產(chǎn)Fe2+，最后是鐵和硫酸反應(yīng)；

C.鐵先與硝酸反應(yīng)，后鐵與Fe3+反應(yīng)生產(chǎn)Fe2+，，最后是鐵和硫酸反應(yīng)，鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，硝酸全部起氧化劑作用，沒有顯酸性的硝酸；

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，進而確定硫酸的濃度。

A.OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸的作用是氧化劑，所以n(NO3-)=2(Fe)=2×=0.4mol，A正確；

B.由圖象可知，由于鐵過量，OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，B正確；

C.硝酸全部被還原，沒有顯酸性的硝酸，因為溶液中有硫酸電離產(chǎn)生SO42-，并且鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為Fe2+，所以溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，C正確；

D.反應(yīng)消耗22.4g鐵，n(Fe)==0.4mol，所有的鐵都在硫酸亞鐵中，根據(jù)硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，因此硫酸的濃度c(H2SO4)==4mol/L，D錯誤；

故合理選項是D。