某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，若向其中逐漸加入銅粉最多能溶解19.2g，若向其逐漸加入鐵粉則最多能溶解22.4g（已知硝酸只被還原為NO氣體）氣體物質的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示．

（1）寫出下列過程中反應的離子方程式
O-A：______
A-B：______
B-C：______
（2）求硫酸和硝酸的濃度各是多少？

解：（1）鐵先被硝酸氧化為Fe3+，硝酸反應完畢，鐵與Fe3+反應生成Fe2+，當Fe3+反應完畢，鐵再與H+反應生成亞鐵離子與氫氣．由圖象可知，由于鐵過量，OA段發(fā)生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段發(fā)生反應為：Fe+2H+=Fe2++H2↑．
故答案為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O；Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+2H+=Fe2++H2↑．
（2）由圖可知生成的NO的物質的量為0.2mol，OA段發(fā)生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化劑作用，根據(jù)氮元素守恒可知溶液中硝酸的物質的量為0.3mol，故硝酸的物質的量濃度為=2mol/L；
由圖可知，加入22.4g鐵時，溶液中剩余的硫酸完全反應，此時溶液中溶質為硫酸亞鐵，鐵的物質的量為=0.4mol，根據(jù)碳元素守恒可知硫酸亞鐵的物質的量為0.4mol，根據(jù)硫元素守恒計算硫酸的物質的量為0.4mol，故硫酸的物質的量濃度為=4mol/L．
答：溶液中硝酸的濃度為2mol/L；硫酸的濃度為4mol/L．
分析：（1）鐵先被硝酸氧化為Fe3+，硝酸反應完畢，鐵與Fe3+反應生成Fe2+，當Fe3+反應完畢，鐵再與H+反應生成亞鐵離子與氫氣．由圖象可知，由于鐵過量，OA段發(fā)生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段發(fā)生反應為：Fe+2H+=Fe2++H2↑．
（2）OA段發(fā)生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，由圖可知生成的NO的物質的量為0.2mol，硝酸全部起氧化劑作用，根據(jù)氮元素守恒計算溶液中硝酸的物質的量，進而根據(jù)定義計算硝酸的物質的量濃度；
由圖可知，加入22.4g鐵時，溶液中剩余的硫酸完全反應，此時溶液中溶質為硫酸亞鐵，根據(jù)碳元素守恒計算硫酸亞鐵的物質的量，再根據(jù)硫元素守恒計算硫酸的物質的量，根據(jù)定義計算硫酸的物質的量濃度．
點評：本題以圖象為載體，考查有關金屬和酸反應的計算題，難度較大，關鍵根據(jù)圖象分析各段發(fā)生的反應，注意與鐵的反應中硝酸全部起氧化劑作用．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

化學實驗室通常用粗鋅和稀硫酸反應制氫氣，因此在制氫廢液中含有大量的硫酸鋅．同時，由于粗鋅中還含有鐵等雜質，使得溶液中混有一定量的硫酸亞鐵，為了充分利用制氫廢液，常用其制備皓礬（ZnSO4?7H2O）．某�；瘜W興趣小組的同學以制氫氣的廢液為原料來制取皓礬．制備皓礬的實驗流程如圖所示．

已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為：Fe（OH）3：2.7-3.7Fe（OH）2：7.6-9.6  Zn（OH）2：5.7-8.0試回答下列問題：?
（1）加入的試劑①，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃硫酸、濃硝酸等，最好選用
20%的H2O2
20%的H2O2
，其理由是
將制氫廢液中的Fe2+氧化成Fe3+，同時避免引入新的雜質
將制氫廢液中的Fe2+氧化成Fe3+，同時避免引入新的雜質
；
（2）加入的試劑②，供選擇使用的有：a、Zn粉，b、ZnO，c、Zn（OH）2，d、ZnCO3，e、ZnSO4等，可選用
bcd
bcd
；
（3）從晶體1→晶體2，該過程的名稱是
重結晶
重結晶
；
（4）在得到皓礬時，向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是
為了沖洗掉晶體表面的雜質離子；防止晶體溶解，影響產(chǎn)率
為了沖洗掉晶體表面的雜質離子；防止晶體溶解，影響產(chǎn)率
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

（2013?臨沂三模）工業(yè)上利用某合金廢料（含鐵、銅、碳）為原料制備CuSO4和（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O（莫爾鹽）的工藝流程如下：

回答下列問題：
（1）實驗室用容量瓶配制一定物質的量濃度的稀硫酸，定容時若俯視刻度線，則會導致配制的溶液濃度
偏大
偏大
（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（2）步驟②和步驟③中會產(chǎn)生同一種氣體，生成該氣體的離子方程式為：
Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe+2H+=Fe2++H2↑
．
（3）用Cu和混酸（稀硫酸、稀硝酸）制備CuSO4溶液時，為得到純凈的CuSO4溶液，混酸中硫酸和硝酸的濃度之比最好為
3：2
3：2
．
（4）濃度均為0.1mol?L-1的莫爾鹽溶液和（NH4）2SO4溶液中，c（NH4+）前者大于后者，原因是
莫爾鹽溶液中Fe2+的水解顯酸性，抑制了NH4+的水解
莫爾鹽溶液中Fe2+的水解顯酸性，抑制了NH4+的水解
．
（5）莫爾鹽比綠礬（FeSO4?7H2O）更穩(wěn)定，常用于定量分析．利用莫爾鹽溶液可將酸性KMnO4還原為Mn2+，反應的離子方程式為：
5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
．
（6）某化學興趣小組設計用如圖所示裝置制備（NH4）2SO4溶液．
①裝置A圓底燒瓶中的固體試劑為
生石灰或氫氧化鈉、堿石灰等
生石灰或氫氧化鈉、堿石灰等
（填試劑名稱）．
②將裝置B中兩種液體分離開，所需的最主要的玻璃儀器為
分液漏斗
分液漏斗
（填儀器名稱）．
③裝置C的作用為
吸收尾氣，防止氨氣污染空氣
吸收尾氣，防止氨氣污染空氣
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

已知硝酸銅溶液顏色為藍色．某學校化學課外小組同學們在做銅與濃硝酸、稀硝酸反應的實驗中，發(fā)現(xiàn)銅和濃硝酸反應后溶液為綠色且有紅棕色氣體產(chǎn)生，而銅和稀硝酸反應后溶液為藍色，產(chǎn)生無色氣體．為弄清反應后溶液顏色出現(xiàn)差異的原因，他們進行了實驗探究．
【實驗】在兩支試管中各放入一小塊等質量的銅片，分別加入等體積的濃HN03（14mol/L）和稀HN03（4mol/L），立即用蘸有NaOH的棉花封住試管口．充分反應后銅均無剩余．
（1）Cu與濃HNO3反應的離子方程式
 

（2）用蘸有NaOH的棉花封住試管口的原因
 
已知NO2與NaOH溶液反應中，其中NO2的還原產(chǎn)物是亞硝酸鹽（NO2-）寫出反應的化學反應式
 
，
【提出假設】假設一、因為銅離子濃度大造成的．
假設二、溶液呈綠色是因為銅與濃硝酸反應時產(chǎn)生的二氧化氮溶于過量濃硝酸，加上和藍色的硝酸銅溶液混在一起，使溶液呈綠色．
【設計實驗方案，驗證假設】
（3）上述實驗
 
（“能”或“不能”）證明假設一不成立，原因
 

（4）甲同學設計實驗驗證假設二，請幫他完成下表中內容（提示：NO3-在不同條件下的還原產(chǎn)物較復雜，有時難以觀察到氣體產(chǎn)生）
   實驗步驟  預期現(xiàn)象和結論
 ①取銅與濃硫酸反應所得的綠色溶液于試管中，多次震蕩，靜置
②取銅與稀硝酸反應所得的藍色溶液通NO2氣體
③
 
  溶液顏色由綠色轉變?yōu)樯钏{色，證明假設二成立
藍色溶液變成綠色，證明假設二成立

 
【分析推理】
（5）銅和稀硝酸反應后溶液為藍色的原理
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

工業(yè)上利用某合金廢料（含鐵、銅、碳）為原料制備CuSO4和（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O（莫爾鹽）的工藝流程如下：

回答下列問題：
（1）實驗室用容量瓶配制一定物質的量濃度的稀硫酸，定容時若俯視刻度線，則會導致配制的溶液濃度______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（2）步驟②和步驟③中會產(chǎn)生同一種氣體，生成該氣體的離子方程式為：______．
（3）用Cu和混酸（稀硫酸、稀硝酸）制備CuSO4溶液時，為得到純凈的CuSO4溶液，混酸中硫酸和硝酸的濃度之比最好為______．
（4）濃度均為0.1mol?L-1的莫爾鹽溶液和（NH4）2SO4溶液中，c（NH4+）前者大于后者，原因是______．
（5）莫爾鹽比綠礬（FeSO4?7H2O）更穩(wěn)定，常用于定量分析．利用莫爾鹽溶液可將酸性KMnO4還原為Mn2+，反應的離子方程式為：______．
（6）某化學興趣小組設計用如圖所示裝置制備（NH4）2SO4溶液．
①裝置A圓底燒瓶中的固體試劑為______（填試劑名稱）．
②將裝置B中兩種液體分離開，所需的最主要的玻璃儀器為______（填儀器名稱）．
③裝置C的作用為______．

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科目：高中化學 來源：臨沂三模 題型：問答題

工業(yè)上利用某合金廢料（含鐵、銅、碳）為原料制備CuSO4和（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O（莫爾鹽）的工藝流程如下：

精英家教網(wǎng)

回答下列問題：
（1）實驗室用容量瓶配制一定物質的量濃度的稀硫酸，定容時若俯視刻度線，則會導致配制的溶液濃度______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（2）步驟②和步驟③中會產(chǎn)生同一種氣體，生成該氣體的離子方程式為：______．
（3）用Cu和混酸（稀硫酸、稀硝酸）制備CuSO4溶液時，為得到純凈的CuSO4溶液，混酸中硫酸和硝酸的濃度之比最好為______．
（4）濃度均為0.1mol?L-1的莫爾鹽溶液和（NH4）2SO4溶液中，c（NH4+）前者大于后者，原因是______．
（5）莫爾鹽比綠礬（FeSO4?7H2O）更穩(wěn)定，常用于定量分析．利用莫爾鹽溶液可將酸性KMnO4還原為Mn2+，反應的離子方程式為：______．
（6）某化學興趣小組設計用如圖所示裝置制備（NH4）2SO4溶液．
①裝置A圓底燒瓶中的固體試劑為______（填試劑名稱）．
②將裝置B中兩種液體分離開，所需的最主要的玻璃儀器為______（填儀器名稱）．
③裝置C的作用為______．

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