Question

（2011?泰州一模）将100mL稀硝酸和稀硫酸的混合酸溶液平均分成两份．向
其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g（假设此时硝酸只
被还原为NO，下同）；向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体
的量随铁粉质量的变化如图所示．下列判断错误的是（　　）

A．OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是H₂

B．A点对应消耗NO₃^-物质的量为0.1mol

C．B点对应的消耗铁粉的质量为8.4g

D．原混合酸溶液中H₂SO₄浓度为2.0mol?L^-1

Answer 1

分析：三个过程O→A为：Fe+4H⁺+NO₃^-₌Fe³⁺+NO↑+2H₂O，A→B为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，B→C为：Fe+2H^+₌Fe²⁺+H₂↑，金属与硝酸和硫酸的混酸反应时要利用离子方程式计算，若反应后硫酸有剩余，金属再与硫酸反应．

解答：解：A．由图象可知Fe与混酸反应发生三个过程O→A为：Fe+4H⁺+NO₃^-₌Fe³⁺+NO↑+2H₂O，A→B为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，B→C为：Fe+2H^+₌Fe²⁺+H₂↑，故A正确；
B．由方程式Fe+4H⁺+NO₃^-₌Fe³⁺+NO↑+2H₂O，再根据消耗的铁为5.6克即铁的物质的量为0.1mol，可以求出消耗的NO₃^-为0.1mol，故B正确；
C．由方程式2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺利用Fe³⁺可求出生成的Fe²⁺为0.15mol，再根据Fe原子守恒n（Fe）=n（Fe²⁺）=0.15mol，所以消耗的铁粉为0.15mol×56g/mol=8.4g，故C正确；
D．综合分析整个反应过程，最后溶液为FeSO₄溶液，利用FeSO₄中Fe原子与S原子相等，反应消耗Fe的总质量为11.2克，n（Fe）_总=0.2mol，故n（H₂SO₄）=0.2mol，而混酸分成两份进行反应，所以溶液的体积为0.05L，故C（H₂SO₄）=4 mol?L^-1，故D错误．故选D．

点评：本题考查金属与硝酸的混酸反应，要注意反应的几个阶段，根据每个阶段的离子方程式进行计算．