Question

2．常温时，将0.1mol Fe（NO₃）₃和2mol HCl溶于水得2L混合溶液，然后向该溶液投入m克铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色．下列有关说法正确的是（　　）

• A． 由于氧化性Fe³⁺＞H⁺，首先发生的反应是：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
• B． 当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体
• C． 在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe²⁺和Fe³⁺的形式存在
• D． m至少等于28 g，反应过程中溶液的质量一直在减小

Answer 1

分析 硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，所以向溶液中加入铁粉后先发生反应：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，0.1mol硝酸铁中含有0.3mol硝酸根离子，根据反应可知，0.3mol硝酸根离子完全反应消耗1.2mol氢离子，同时生成0.3molNO气体，氢离子还剩余0.8mol；此时溶液中含有Fe³⁺的物质的量为：0.1mol+0.3mol=0.4mol，然后发生反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，最后发生反应：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，据此结合题中数据进行计算．

解答 解：硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，所以向溶液中加入铁粉后先发生反应：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，0.1mol硝酸铁中含有0.3mol硝酸根离子，根据反应可知，0.3mol硝酸根离子完全反应消耗1.2mol氢离子，同时生成0.3molNO气体，氢离子还剩余0.8mol；此时溶液中含有Fe³⁺的物质的量为：0.1mol+0.3mol=0.4mol，然后发生反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，最后发生反应：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
A．溶液中含有H⁺、NO₃^-，其氧化性大于铁离子，所以优先发生反应：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故A错误；
B.16.8g铁的物质的量为：$\frac{16.8g}{56g/mol}$=0.3mol，根据反应Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知，0.3mol铁完全反应生成0.3molNO气体，标况下NO的体积为6.72L，故B正确；
C．由于反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红色，则反应后的溶液中不会存在Fe³⁺，故C错误；
D．反应中至少消耗Fe的物质的量为：n（Fe）=n（NO₃^-）+$\frac{1}{2}$n_总（Fe³⁺）=0.3mol+0.4mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，质量为：56g/mol×0.5mol=28g；在反应Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺中，溶液的质量一直在增加，故D错误；
故选B．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的先后顺序为解答关键，注意硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，为易错点，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．