Question

18．向 100mL 某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量（相同狀況）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． OA 段產生的是 NO，BC 段產生氫氣，溶液中最終溶質為 FeSO₄
• B． AB 段的反應為 Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
• C． 原混合酸中NO₃^-物質的量為 0.3mol
• D． H₂SO₄ 濃度為 2.5 mol•L^-1

Answer 1

分析 由圖象可知，由于鐵過量，OA段發生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，硝酸全部起氧化劑作用，最終為硫酸亞鐵溶液，OA段消耗Fe為5.6g，根據OA段離子方程式計算原混合酸中NO₃^-物質的量，最終消耗Fe為14g，則n（ FeSO₄）=n（Fe），由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（ FeSO₄），再根據c=$\frac{n}{V}$計算c（H₂SO₄）．

解答 解：A．由圖象可知，由于鐵過量，OA段發生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，硝酸全部起氧化劑作用，最終為FeSO₄溶液，故A正確；
B．AB段發生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故B正確；
C．OA段發生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，OA段消耗Fe為5.6g，所以n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，故C錯誤；
D．反應消耗14g鐵，物質的量為$\frac{14g}{56g/mol}$=0.25mol，則n（ FeSO₄）=n（Fe）=0.25mol，由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（ FeSO₄）=0.25mol，則c（H₂SO₄）=$\frac{0.25mol}{0.1L}$=2.5mol/L，故D正確，
故選：C．

點評 本題以圖象為載體，考查有關金屬和酸反應的計算題，難度中等，關鍵根據圖象分析各段發生的反應，注意與鐵的反應中硝酸全部起氧化劑作用，