Question

15．2.8gFe全部溶于一定濃度200mLHNO₃溶液中，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1.12L，測(cè)得反應(yīng)后溶液pH為1．若反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計(jì)，則下列有關(guān)判斷不正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)后溶液中鐵元素一定只以Fe³⁺形式存在
• B． 1.12L氣體可能是NO、NO₂的混合氣體
• C． 反應(yīng)后溶液中c（NO₃^-）=0.85mol/L
• D． 反應(yīng)后的溶液最多還能溶解1.82gFe

Answer 1

分析 A、根據(jù)題目信息可知HNO₃過量，故Fe只可能轉(zhuǎn)化為Fe³⁺；
B、2.8gFe的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，利用極限假設(shè)法，若只生成NO，計(jì)算生成NO的體積；若只生成NO₂，計(jì)算生成的NO₂體積，根據(jù)體積判斷；
C、由題目信息可知，反應(yīng)后溶液為硝酸鐵、硝酸的混合溶液，故溶液中有3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-），根據(jù)鐵元素守恒由n（Fe）=n（Fe³⁺），所以c（Fe³⁺）=0.25mol/L，反應(yīng)后溶液pH為1，所以c（H⁺）=0.1mol/L，代入上式計(jì)算；
D、計(jì)算原硝酸溶液中硝酸的物質(zhì)的量，根據(jù)氮元素守恒可知n_原來（HNO₃）=3n[Fe（NO₃）₃]+n_剩余（HNO₃）+n（NO），當(dāng)生成Fe（NO₃）₂ 時(shí)原硝酸溶解的鐵最多，據(jù)此計(jì)算原硝酸溶解的鐵的最大重量，減去已經(jīng)溶解的2.8g，即為反應(yīng)后的溶液最多還能溶解的Fe的質(zhì)量．

解答 解：A、反應(yīng)后溶液pH為1，故HNO₃過量，F(xiàn)e只可能轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，故A正確；
B、2.8gFe的物質(zhì)的量為$\frac{2.8g}{56g/mol}$=0.05mol，若只生成NO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，n（NO）=$\frac{0.05mol×3}{5-2}$=0.05mol，則V（NO）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；計(jì)算生成NO的體積；若只生成NO₂，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，n（NO₂）=$\frac{0.05mol×3}{5-4}$=0.15mol，V（NO₂）=0.15mol×22.4L/mol=3.36L，由于實(shí)際生成氣體1.12L，故只生成NO，故B錯(cuò)誤；
C、反應(yīng)后溶液為硝酸鐵、硝酸的混合溶液，故溶液中有3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-），根據(jù)鐵元素守恒由n（Fe）=n（Fe³⁺）=0.05mol，所以c（Fe³⁺）=$\frac{0.05mol}{0.2L}$=0.25mol/L，反應(yīng)后溶液pH為1，所以c（H⁺）=0.1mol/L，所以c（NO₃^-）=0.25mol/L×3+0.1mol/L=0.85mol/L，故C正確；
D、由B中分析可知，原硝酸是稀硝酸，生成NO，由氮元素守恒可知n_原來（HNO₃）=3n[Fe（NO₃）₃]+n_剩余（HNO₃）+n（NO）=0.05mol×3+0.1mol/L×0.2+0.05mol=0.22mol，生成Fe（NO₃）₂、NO時(shí)原硝酸溶解的鐵最多，由3 Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2 NO↑+4H₂O 可知，0.22molHNO₃最多溶解鐵$\frac{3}{8}$×0.22mol，質(zhì)量為$\frac{3}{8}$×0.22mol×56g/mol=4.62g，故還能溶解鐵4.64g-2.8g=1.82g，故D正確．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)方程式的有關(guān)計(jì)算，難度中等，判斷生成的氣體為NO、硝酸有剩余是解題的關(guān)鍵，D選項(xiàng)可以根據(jù)硝酸鐵與剩余的硝酸計(jì)算溶解鐵的質(zhì)量．