Question

【题目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份．向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g（已知硝酸只被还原为NO气体）．向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示．下列分析或结果错误的是（ ）

A.混合酸中H2SO4浓度为4 molL﹣1
B.200mL混合酸中NO3﹣物质的量为0.2mol
C.AB段的反应为Fe+2Fe3+═3Fe2+ ， BC段产生氢气
D.加入铜粉的那份混合酸，反应后剩余0.1mol H2SO4

Answer 1

【答案】B
【解析】解：A．第二份反应消耗22.4g铁，物质的量为： =0.4mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，所原混合酸中H2SO4物质的量为0.4 mol×2=0.8mol，原混合溶液中硫酸浓度为： =4mol/L，故A正确；
B．OA段发生反应为：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，故原混合液中n（NO3﹣）=2n（Fe）=2× =0.4mol，故B错误；
C．由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故C正确；
D．最多能溶解19.2g铜的物质的量= =0.3mol，3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O可知消耗氢离子物质的量为0.8mol，消耗NO3﹣物质的量0.2mol，依据A和B计算可知每份中硝酸物质的量0.2mol全部反应，H2SO4物质的量=4mol/L×0.1L=0.4mol，反应过程是铁先与硝酸反应，之后铁与铁离子反应生产亚铁离子，最后是铁和硫酸反应，铁单质全部转化为亚铁离子，硝酸全部起氧化剂作用，没有显酸性的硝酸，由反应3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O计算得到，剩余氢离子物质的量为0.2mol，依据氢离子守恒可得到，剩余H2SO4物质的量0.1mol，故D正确；
故选B．
由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，
A．根据铁和硫酸的反应中铁的质量来确定所需硫酸的量，进而确定硫酸的浓度；
B．铁先与硝酸反应生成一氧化氮与铁离子，之后铁与铁离子反应生产亚铁离子，最后是铁和硫酸反应；
C．OA段发生反应为：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，根据铁的物质的量结合离子方程式计算；
D．铁先与硝酸反应，之后铁与铁离子反应生产亚铁离子，最后是铁和硫酸反应，铁单质全部转化为亚铁离子，硝酸全部起氧化剂作用，没有显酸性的硝酸，依据3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O计算；