Question

向含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、NO的某稀溶液中逐漸加入Fe粉，F(xiàn)e²⁺和Fe粉的物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示．則原稀溶液中Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺的物質(zhì)的量之比為（ ）

A．1：2：1
B．1：3：1
C．1：1：3
D．1：1：4

Answer 1

【答案】分析：向含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、NO₃^-，則相當(dāng)于溶液中溶質(zhì)為Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃．由于氧化性HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，所以：當(dāng)0＜n（Fe）≤1時發(fā)生反應(yīng)：Fe+4HNO₃═Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，當(dāng)1＜n（Fe）≤2時發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，當(dāng)2＜n（Fe）≤3時發(fā)生反應(yīng)：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，據(jù)此結(jié)合方程式計算解答．
解答：解：向含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、NO₃^-，則相當(dāng)于溶液中溶質(zhì)為Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃．
由于氧化性HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，所以：
當(dāng)0＜n（Fe）≤1時發(fā)生反應(yīng)：①Fe+4HNO₃═Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，
當(dāng)1＜n（Fe）≤2時發(fā)生反應(yīng)：②Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
當(dāng)2＜n（Fe）≤3時發(fā)生反應(yīng)：③Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，
根據(jù)反應(yīng)①可知，n（H⁺）=4n₁（Fe）=4mol，n_生成（Fe³⁺）=n₁（Fe）=1mol，
根據(jù)反應(yīng)②可知，n（Fe³⁺）=2n₂（Fe）-n_生成（Fe³⁺）=2mol-1mol=1mol，
根據(jù)反應(yīng)③可知，n（Cu²⁺）=n₃（Fe）=3mol-2mol=1mol，
故原稀溶液中Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺的物質(zhì)的量之比為1mol：1mol：4mol=1：1：4，
故選D．
點評：本題考查離子反應(yīng)計算、元素化合物性質(zhì)，根據(jù)氧化性判斷圖象中每段發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．