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（已知硝酸只被還原為NO氣體）．向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示．下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是（　　）

• A、原混合酸中NO₃^-物質(zhì)的量為0.4 mol
• B、原混合酸中H₂SO₄濃度為2.0 mol?L^-1
• C、第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO₄
• D、OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段產(chǎn)生氫氣

Answer 1

考點(diǎn)：離子方程式的有關(guān)計(jì)算,有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：由圖象可知，由于鐵過(guò)量，OA段發(fā)生反應(yīng)為Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應(yīng)為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發(fā)生反應(yīng)為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
A．OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，根據(jù)鐵的物質(zhì)的量結(jié)合離子方程式計(jì)算；
B．根據(jù)鐵和硫酸的反應(yīng)中鐵的質(zhì)量來(lái)確定所需硫酸的量，進(jìn)而確定硫酸的濃度；
C．鐵先與硝酸反應(yīng)，之后鐵與鐵離子反應(yīng)生產(chǎn)亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應(yīng)，鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，硝酸全部起氧化劑作用，沒(méi)有顯酸性的硝酸；
D．鐵先與硝酸反應(yīng)生成一氧化氮與鐵離子，之后鐵與鐵離子反應(yīng)生產(chǎn)亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應(yīng)．

解答： 解：A、OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，故原混合液中n（NO₃^-）=2n（Fe）=2×

11.2g

56g/mol

=0.4mol，故A正確；
B、第二份反應(yīng)消耗22.4g鐵，物質(zhì)的量為

22.4g

56g/mol

=0.4mol，所有的鐵都在硫酸亞鐵中，根據(jù)硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，所原混合酸中H₂SO₄物質(zhì)的量為0.4 mol×2=0.8mol，混合酸中硫酸物質(zhì)的量濃度為

0.8mol

0.2L

=4mol/L，故B錯(cuò)誤；
C、硝酸全部被還原，沒(méi)有顯酸性的硝酸，因?yàn)槿芤褐杏辛蛩岣�，并且鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，所以溶液中最終溶質(zhì)為FeSO₄，故C正確；
D、由圖象可知，由于鐵過(guò)量，OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，故D正確；
故選：B

點(diǎn)評(píng)：本題以圖象為載體，考查有關(guān)金屬和酸反應(yīng)的計(jì)算題，難度較大，關(guān)鍵根據(jù)圖象分析各段發(fā)生的反應(yīng)，注意與鐵的反應(yīng)中硝酸全部起氧化劑作用．