Question

20．某稀溶液中含有Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe²⁺浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示．则原溶液中Fe³⁺与NO₃^-物质的量浓度之比为（　　）

• A． 1：8
• B． 1：9
• C． 3：8
• D． 1：11

Answer 1

分析 依据氧化还原反应的顺序规律分析计算，溶液中含有Fe （NO₃） ₃、Cu （NO₃） ₂、HNO₃，氧化性顺序为HNO₃＞Fe （NO₃） ₃＞Cu （NO₃） ₂，加入铁后依次反应，据此结合图象数据计算．

解答 解：稀溶液中各物质的氧化性顺序为HNO₃＞Fe（NO₃）₃＞Cu（NO₃） ₂，加入铁后会依次发生氧化还原反应，
①Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O；②Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；③Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
从图象中可知铁为1mol时，无Fe²⁺生成，发生的反应是①消耗硝酸为4mol，生成Fe³⁺1mol；
再加入1mol铁发生反应②生成Fe²⁺物质的量为3mol，反应的Fe³⁺物质的量为2mol，其中原溶液中的Fe³⁺物质的量1mol；
再加入1mol铁发生反应③，此时又生成Fe²⁺物质的量为1mol，说明原溶液中Cu²⁺物质的量为1mol；
综上所述可知原溶液中Fe （NO₃） ₃为1mol，Cu （NO₃） ₂物质的量为1mol，HNO₃物质的量为4mol，
则原溶液中Fe³⁺与NO₃^-物质的量浓度之比比为：1mol：（1mol×3+1mol×2+4mol×1）=1：9，
故选B．

点评 本题考查了铁及其化合物的性质应用、混合物反应的计算，题目难度中等，明确氧化还原反应的顺序为解答关键，试题培养了学生的化学计算能力．