Question

11．向500mL稀硝酸中加入一定質量的鐵粉，鐵粉完全溶解后，溶液中無硝酸剩余，放出NO氣體5.6L（標準狀況），同時溶液質量增加9.3g．下列判斷正確的是（　　）

• A． 原溶液中投入鐵粉的物質的量是0.2mol
• B． 原溶液中HNO₃的濃度是1.5mol
• C． 反應后的溶液中還可溶解7.2g銅
• D． 反應后的溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=1：1

Answer 1

分析 溶液質量增重為參加反應Fe的質量與生成NO的質量之差，再根據電子轉移守恒列方程計算溶液中n（Fe²⁺）、n（Fe³⁺），進而計算該題．

解答 解：生成NO的物質的量為$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，
設Fe²⁺、Fe³⁺的物質的量分別為xmol、ymol，
由溶液質量增重9.3g，則：（x+y）mol×56g/mol-0.25mol×30g/mol=9.3g，
由電子轉移守恒，則：2xmol+3ymol=0.25mol×3，
聯立方程，解得x=0.15、y=0.15，
反應后c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）為=0.15：0.15=1：1，
A．原溶液中投入鐵粉物質的量是0.15mol+0.15mol=0.3mol，故A錯誤；
B．n（HNO₃）=2n（Fe²⁺）+3n（Fe³⁺）+n（NO）=2×0.15mol+3×0.15mol+0.25mol=1mol，c（HNO₃）=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，故B錯誤；
C．由反應2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺可知，還可溶解0.075molCu，質量為0.075mol×64g/mol=4.8g，故C錯誤；
D．由以上計算可知反應后的溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=1：1，故D正確；
故選D．

點評 本題考查氧化還原反應的計算、氧化還原反應基本概念，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，利用電子轉移守恒計算，難度中等．