Question

20．在1L溶液中含有Fe（NO₃）₃和H₂SO₄兩種溶質，其濃度分別為0.2mol/L和1.5mol/L，現向該溶液中加入39.2g鐵粉使其充分反應．下列有關說法正確的是（　　）

• A． 反應后溶液中H⁺剩余 1.8mol
• B． 由于氧化性Fe³⁺＞H⁺，故反應中先沒有氣體產生后產生氣體
• C． 反應后產生13.44L H₂（標準狀況）
• D． 反應后溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物質的量之和為0.9mol

Answer 1

分析 Fe（NO₃）₃和H₂SO₄的物質的量分別為0.2mol、1.5mol，n（Fe）=$\frac{39.2g}{56g/mol}$=0.7mol，氧化性為HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先發生Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O、再發生Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，若還有Fe剩余，則最后發生Fe與氫離子的反應，以此來解答．

解答 解：Fe（NO₃）₃和H₂SO₄的物質的量分別為0.2mol、1.5mol，n（Fe）=$\frac{39.2g}{56g/mol}$=0.7mol，氧化性為HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，則
   Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O
   1   4   1    1
  0.6  2.4 0.6  0.6
    Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
    1     2    3
   0.1   0.2  0.3
Fe完全反應，沒有剩余，溶液中存在0.6molFe³⁺、0.3molFe²⁺、
A．反應后溶液中H⁺剩余1.5mol×2-2.4mol=0.6mol，故A錯誤；
B．氧化性為HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先發生Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，有氣體生成，故B錯誤；
C．不發生Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，沒有氫氣生成，故C錯誤；
D．反應后溶液中存在0.6molFe³⁺、0.3molFe²⁺，反應后溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物質的量之和為0.9mol，故D正確；
故選D．

點評 本題考查鐵的化學性質及化學反應的計算，明確發生的化學反應及反應的先后是解答本題的關鍵，注意過量計算來解答，題目難度不大．