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19.2g（已知硝酸只能被還原為NO氣體）．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．下列分析或結果錯誤的是（　　）

• A、原混合液中NO₃^-的物質的量為0.2mol
• B、OA段產生是NO，AB段反應為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，BC段產生氫氣
• C、溶液中最終溶質為FeSO₄
• D、c（H₂SO₄）為5mol?L^-1

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：由圖象可知，整個過程由于鐵過量，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↑．
A．OA段發生反應為：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．根據鐵和硫酸的反應中鐵的質量來確定所需硫酸的量，進而確定硫酸的濃度．

解答： 解：A．OA段發生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，所以原混合酸中n（NO₃^-）=2n（Fe）=2×

11.2g

56g/mol

=0.4mol，故A錯誤；
B．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↑，故OA段產生的是NO，BC段產生氫氣，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．反應消耗22.4g鐵，其物質的量=

22.4g

56g/mol

=0.4mol，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0.4mol，所以硫酸的濃度是

0.4mol

0.1L

=4mol/L，故D錯誤，
故選AD．

點評：本題以圖象為載體，考查有關金屬和酸反應的計算題，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，難度較大．