Question

H₂SO₄和HNO₃的浓度分别为4mol/L和2mol/L的混合液，取10mL加入过量的铁粉，若HNO₃的还原产物为NO，则生成气体在标况下的总体积为（　　）

• A、0.224L
• B、0.672L
• C、0.112L
• D、0.336L

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：硫酸、硝酸的混合溶液与过量的Fe反应，硝酸完全被还原生成NO，根据n=cV计算H₂SO₄、HNO₃物质的量，根据N元素守恒可知n（NO）=n（HNO₃），一定发生反应：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，可能发生反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，但最终得到的溶质为FeSO₄．根据硫酸根守恒可知n（FeSO₄）=n（H₂SO₄），根据Fe元素守恒计算参加反应Fe的物质的量，再根据电子转移守恒计算氢气物质的量，根据V=nV_m计算生成气体总体积．

解答： 解：硫酸、硝酸的混合溶液与过量的Fe反应，硝酸完全被还原生成NO，
根据N元素守恒可知n（NO）=n（HNO₃）=0.01L×2mol/L=0.02mol，故生成NO的体积=0.02mol×22.4L/mol=0.448L；
一定发生反应：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，可能发生反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，但最终得到的溶质为FeSO₄，根据硫酸根守恒可知n（FeSO₄）=n（H₂SO₄）=0.01L×4mol/L=0.04mol，根据Fe元素守恒，参加反应Fe的物质的量=n（FeSO₄）=0.04mol，令生成氢气为x mol，根据电子转移守恒：2x+0.02×（5-2）=0.04×2，解得x=0.01，故生成氢气的体积=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，
故生成气体总体积为0.448L+0.224L=0.672L，
故选B．

点评：本题考查混合物计算，判断发生的反应是解题关键，侧重对解题方法技巧与思维能力的考查，注意利用守恒思想进行解答，难度中等．