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9.6g．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（已知硝酸只被還原為NO氣體）．下列分析或結果錯誤的是（　�。�

• A、原混合酸中HNO₃的物質的量為0.1 mol
• B、OA段產生的是NO，AB段的反應為Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，BC段產生氫氣
• C、第二份溶液中最終溶質為FeSO₄
• D、H₂SO₄濃度為2.5 mol?L^-1

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：

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、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；
B．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；
C．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；
D．最終溶液為硫酸亞鐵，結合消耗鐵的總質量計算硫酸的物質的量，進而計算硫酸的濃度．

解答： 解：A．OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，由于原溶液分成2等份進行實驗，故原混合液中n（NO₃^-）=2n（Fe）=2×

5.6g

56g/mol

=0.2mol，故A錯誤；
B．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C正確；
D．第二份反應消耗22.4g鐵，物質的量為

14g

56g/mol

=0.25mol，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0.25mol，所原混合酸中H₂SO₄物質的量濃度為

0.25mol

0.1L

=2.5mol/L，故D正確．
故選A．

點評：本題以圖象為載體，考查有關金屬和酸反應的計算題，難度較大，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．