Question

10．某稀硫酸和稀硝酸混合溶液100mL，逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉加入量的變化如圖所示．下列說法錯誤的是（　　）

• A． H₂SO₄濃度為4mol/L
• B． 溶液中最終溶質為FeSO₄
• C． 原混合酸中NO₃^-濃度為0.2mol/L
• D． AB段反應為：Fe+2Fe³⁺→3Fe²⁺

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↑．最終消耗Fe為22.4g，此時溶液中溶質為 FeSO₄，則n（ FeSO₄）=n（Fe），由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（ FeSO₄），根據OA段離子方程式計算原混合酸中NO₃^-物質的量，再根據c=$\frac{n}{V}$計算c（H₂SO₄）、c（NO₃^-）．

解答 解：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↑．
A．最終消耗Fe為22.4g，此時溶液中溶質為 FeSO₄，則n（ FeSO₄）=n（Fe）=$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（ FeSO₄）=0.4mol，則c（H₂SO₄）=$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，故A正確；
B．由上述分析可知，硝酸全部起氧化劑作用，最終為FeSO₄溶液，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11.2g，所以n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，則c（NO₃^-）=$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，故C錯誤；
D．AB段發生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，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，