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（已知硝酸只能被還原為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)果錯誤的是（　　）

• A、原混合液中NO₃^-的物質(zhì)的量為0.2mol
• B、OA段產(chǎn)生是NO，AB段反應(yīng)為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，BC段產(chǎn)生氫氣
• C、溶液中最終溶質(zhì)為FeSO₄
• D、c（H₂SO₄）為5mol?L^-1

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：由圖象可知，整個過程由于鐵過量，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)合離子方程式計算；
B．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)；
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，沒有顯酸性的硝酸；
D．根據(jù)鐵和硫酸的反應(yīng)中鐵的質(zhì)量來確定所需硫酸的量，進(jìn)而確定硫酸的濃度．

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，所以原混合酸中n（NO₃^-）=2n（Fe）=2×

11.2g

56g/mol

=0.4mol，故A錯誤；
B．由圖象可知，由于鐵過量，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OA段產(chǎn)生的是NO，BC段產(chǎn)生氫氣，故B正確；
C．硝酸全部被還原，沒有顯酸性的硝酸，因為溶液中有硫酸根，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．反應(yīng)消耗22.4g鐵，其物質(zhì)的量=

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，所以硫酸的濃度是

0.4mol

0.1L

=4mol/L，故D錯誤，
故選AD．

點評：本題以圖象為載體，考查有關(guān)金屬和酸反應(yīng)的計算題，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，難度較大．