Question

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NO₃^-物质的量为2mol?L^-1
• B、OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段产生氢气
• C、第二份溶液中最终溶质为FeSO₄
• D、混合酸中H₂SO₄ 的物质的量的浓度为2.5mol

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：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．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；
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．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；
D．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．

解答： 解：A．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×

11.2g

56g/mol

=0.4mol，混合酸中HNO₃物质的量浓度为

0.4mol

0.2L

=2mol/L，故A正确；
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↑，故B正确；
C．硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有硫酸根，并且铁单质全部转化为亚铁离子，所以溶液中最终溶质为FeSO₄，故C正确；
D．第二份反应消耗22.4g铁，物质的量为

22.4g

56g/mol

=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

0.8mol

0.2L

=4mol/L，故D错误．
故选D．

点评：本题以图象为载体考查金属和酸反应的有关计算，难度中等，关键根据图象分析各段发生的反应，注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用．