Question

2．常溫時，將0.1mol Fe（NO₃）₃和2mol HCl溶于水得2L混合溶液，然后向該溶液投入m克鐵粉使其充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液不變紅色．下列有關(guān)說法正確的是（　　）

• A． 由于氧化性Fe³⁺＞H⁺，首先發(fā)生的反應(yīng)是：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
• B． 當加入16.8 g鐵粉時，可生成標準狀況下6.72 L氣體
• C． 在鐵粉充分反應(yīng)后的溶液中，鐵元素以Fe²⁺和Fe³⁺的形式存在
• D． m至少等于28 g，反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在減小

Answer 1

分析 硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，所以向溶液中加入鐵粉后先發(fā)生反應(yīng)：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，0.1mol硝酸鐵中含有0.3mol硝酸根離子，根據(jù)反應(yīng)可知，0.3mol硝酸根離子完全反應(yīng)消耗1.2mol氫離子，同時生成0.3molNO氣體，氫離子還剩余0.8mol；此時溶液中含有Fe³⁺的物質(zhì)的量為：0.1mol+0.3mol=0.4mol，然后發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，最后發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，據(jù)此結(jié)合題中數(shù)據(jù)進行計算．

解答 解：硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，所以向溶液中加入鐵粉后先發(fā)生反應(yīng)：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，0.1mol硝酸鐵中含有0.3mol硝酸根離子，根據(jù)反應(yīng)可知，0.3mol硝酸根離子完全反應(yīng)消耗1.2mol氫離子，同時生成0.3molNO氣體，氫離子還剩余0.8mol；此時溶液中含有Fe³⁺的物質(zhì)的量為：0.1mol+0.3mol=0.4mol，然后發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，最后發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
A．溶液中含有H⁺、NO₃^-，其氧化性大于鐵離子，所以優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故A錯誤；
B.16.8g鐵的物質(zhì)的量為：$\frac{16.8g}{56g/mol}$=0.3mol，根據(jù)反應(yīng)Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知，0.3mol鐵完全反應(yīng)生成0.3molNO氣體，標況下NO的體積為6.72L，故B正確；
C．由于反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液不變紅色，則反應(yīng)后的溶液中不會存在Fe³⁺，故C錯誤；
D．反應(yīng)中至少消耗Fe的物質(zhì)的量為：n（Fe）=n（NO₃^-）+$\frac{1}{2}$n_總（Fe³⁺）=0.3mol+0.4mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，質(zhì)量為：56g/mol×0.5mol=28g；在反應(yīng)Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺中，溶液的質(zhì)量一直在增加，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的先后順序為解答關(guān)鍵，注意硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，為易錯點，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．