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9.6g．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（已知硝酸只被还原为NO气体）．下列分析或结果正确的是（　　）

• A、原混合酸中HNO₃的物质的量为0.1 mol
• B、OA段产生的是氢气，BC段产生NO
• C、AB段的反应为Fe+2Fe（NO₃）₃═3 Fe（NO₃）₂
• D、H₂SO₄浓度为2.5 mol?L^-1

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,有关混合物反应的计算

专题：计算题

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．OA段产生NO，BC段生成氢气；
C．OA段中硝酸根全部被还原，AB段为Fe与硫酸铁反应生成硫酸亚铁；
D．加入Fe粉14gL时，完全反应，此时溶液中溶质为FeSO₄，根据守恒可知n（FeSO₄）=n（H₂SO₄），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，每份溶液中n（NO₃^-）=n（Fe），所以原混合酸中n（HNO₃）=2n（Fe）=2×

5.6g

56g/mol

=0.2mol，故A错误；
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错误；
C．OA段中硝酸根全部被还原，AB段为Fe与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，反应为Fe+Fe₂（SO₄）₃═3 FeSO₄，故C错误；
D．加入Fe粉14时，完全反应，此时溶液中溶质为FeSO₄，反应消耗铁的物质的量=

14g

56g/mol

=0.25mol，根据守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）=0.25mol，所以硫酸的浓度是

0.25mol

0.1L

=2.5mol/L，故D正确，
故选D．

点评：本题以化学反应图象为载体，考查有关金属和酸反应的计算，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，A选项为易错点，学生容易按每一份计算解答．