Question

10．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)果不正確的是（　　）

• A． 圖中，AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe ³⁺=3Fe ²⁺，溶液中溶質(zhì)最終為FeSO ₄
• B． 原溶液中H₂SO₄濃度為2.5mol•L ^-1
• C． 原混合溶液中NO₃^-的物質(zhì)的量為0.4mol
• D． 圖中，OA段產(chǎn)生的氣體是NO，BC段產(chǎn)生的氣體是氫氣

Answer 1

分析 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↑，整個(gè)過程消耗22.4gFe，最終溶質(zhì)為FeSO ₄，根據(jù)Fe原子守恒計(jì)算n（FeSO ₄），再根據(jù)硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO ₄），進(jìn)而計(jì)算硫酸的濃度．OA階段NO₃^-完全反應(yīng)，消耗Fe為11.2g，根據(jù)離子方程式計(jì)算每一份溶液中n（NO₃^-），可得原混合溶液中NO₃^-的物質(zhì)的量．

解答 解：A．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A正確；
B．整個(gè)過程消耗22.4gFe，最終溶質(zhì)為FeSO ₄，根據(jù)Fe原子守恒n（FeSO ₄）=n（Fe）=$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，根據(jù)硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO ₄）=0.4mol，每份溶液體積為100mL，所以硫酸的濃度是$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，故B錯(cuò)誤；
C．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，所以每一份混合溶液中n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，故原混合溶液中NO₃^-為0.2mol×2=0.4mol，故C正確；
D．OA段產(chǎn)生的氣體是NO，BC段產(chǎn)生的氣體是氫氣，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，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，