Question

17．某100mL稀溶液中只含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、NO₃^-四種離子，向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe²⁺的濃度和加入鐵粉的質(zhì)量的關(guān)系如圖所示，若整個反應(yīng)過程中溶液的體積不發(fā)生變化，則下列說法中不正確的是（　　）

• A． 原溶液的c（H⁺）=4 mol•L^-1
• B． 若a=3，則原溶液中c（Cu²⁺）=1 mol•L^-1
• C． 原溶液中的c（NO₃）=7 mol•L^-1
• D． BC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu

Answer 1

分析 OA段無Fe²⁺生成，是加入的5.6g即0.1mol鐵粉與硝酸反應(yīng)：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，根據(jù)消耗的鐵的物質(zhì)的量求出溶液中的氫離子的物質(zhì)的量；
AB段，加入的鐵粉和溶液中的Fe³⁺反應(yīng)：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
BC段，加入的鐵粉和Cu²⁺反應(yīng)：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺．據(jù)此分析．

解答 解：A、OA段無Fe²⁺生成，是加入的5.6g即0.1mol鐵粉與硝酸反應(yīng)：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，設(shè)溶液中的氫離子的物質(zhì)的量為xmol，則有：
Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O
1            4
0.1mol    xmol
則有：$\frac{1}{0.1mol}=\frac{4}{xmol}$
解得x=0.4mol      則溶液中的氫離子的物質(zhì)的量濃度c=$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，故A正確；
B、若a=3，則說明在BC段生成的Fe²⁺的物質(zhì)的量為n=0.1mol，而BC段發(fā)生的反應(yīng)為Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，設(shè)溶液中的Cu²⁺的物質(zhì)的量為ymol，則有：
Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺
            1                 1
            ymol          0.1mol
則有：$\frac{1}{ymol}=\frac{1}{0.1mol}$
則有：y=0.1mol，則溶液中的銅離子的物質(zhì)的量濃度c=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，故B正確；
C、C點溶液中c（Fe²⁺）=4mol/L，故此時溶液中的n（Fe²⁺）=CV=4mol/L×0.1L=0.4mol，而此時溶液中溶質(zhì)為Fe（NO₃）₂，故C點溶液中的n（NO₃^-）=0.8mol，而在OA段加入0.1mol鐵反應(yīng)時，消耗掉的硝酸根為0.1mol，故原溶液中的n（NO₃^-）_總=0.8mol+0.1mol=0.9mol，故濃度為c（NO₃^-）_總=$\frac{0.9mol}{0.1L}$=9mol/L，故C錯誤；
D、BC段，加入的鐵粉和Cu²⁺反應(yīng)：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，故D正確．
故選C．

點評 本題考查了向混合溶液中加入鐵粉的反應(yīng)的先后順序以及有關(guān)計算，綜合性較強，應(yīng)注意不同階段的反應(yīng)實質(zhì)．