Question

19．在某稀溶液中含4mol KNO₃和2.5mol H₂SO₄，向其中加入1.5mol Fe粉，充分反應（已知NO₃^-被還原為NO）．下列說法正確的是（　　）

• A． 所得溶液中C（Fe²⁺）：C（Fe³⁺）=1：1
• B． 所得溶液中C（NO₃^-）=2.75mol/L
• C． 反應后生成NO的體積為28 L
• D． 所得溶液中溶質只有FeSO₄和K₂SO₄

Answer 1

分析 n（H⁺）=2.5mol×2=5mol，n（NO₃^-）=4mol，發生3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O或Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，鐵粉的物質的量為1.5mol，由離子方程式判斷過量，然后設出未知數，結合反應列式計算即可．

解答 解：溶液中氫離子總物質的量為：n（H⁺）=2.5mol×2=5mol，n（NO₃^-）=4mol，鐵粉的物質的量為1.5mol，
由   3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
     3   2     8
1.5mol  1mol 4mol，
則1.5molFe完全反應時，硝酸根離子與氫離子均過量，
則發生Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
若1.5molFe完全反應時，氫離子不足，則兩個反應均發生，
Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O
 x     4x   x   x
3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
 y       $\frac{8}{3}$y  y     $\frac{2}{3}$y
則：x+y=1.5、4x+$\frac{8}{3}$y=5，
解得：x=0.75mol，y=0.75mol
生成NO的體積為（0.75mol+0.75mol×$\frac{2}{3}$）×22.4L/mol=28L，
A．反應后生成鐵離子為0.75mol，亞鐵離子為0.75mol，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=1：1，故A正確；
B．反應消耗硝酸根離子等于生成NO的量=0.75mol+0.75mol×$\frac{2}{3}$=1.25mol，缺少溶液體積，無法計算溶液中硝酸根離子濃度，故B錯誤；
C．根據分析可知，反應后生成標況下28LNO，不是標況下，NO氣體不一定為28L，故C錯誤；
D．反應后中含有硫酸鐵和硫酸亞鐵，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，題目難度中等，把握反應中電子守恒為解答的關鍵，注意過量判斷及發生的反應判斷，側重分析與計算能力的考查；B、C為易錯點，注意C不是標況下、B缺少溶液體積，試題培養了學生的化學計算能力．