Question

18．向 100mL 某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的量（相同状况）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）．下列分析或结果错误的是（　　）

• A． OA 段产生的是 NO，BC 段产生氢气，溶液中最终溶质为 FeSO₄
• B． AB 段的反应为 Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
• C． 原混合酸中NO₃^-物质的量为 0.3mol
• D． H₂SO₄ 浓度为 2.5 mol•L^-1

Answer 1

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↑，硝酸全部起氧化剂作用，最终为硫酸亚铁溶液，OA段消耗Fe为5.6g，根据OA段离子方程式计算原混合酸中NO₃^-物质的量，最终消耗Fe为14g，则n（ FeSO₄）=n（Fe），由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（ FeSO₄），再根据c=$\frac{n}{V}$计算c（H₂SO₄）．

解答 解：A．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↑，硝酸全部起氧化剂作用，最终为FeSO₄溶液，故A正确；
B．AB段发生反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故B正确；
C．OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化剂作用，OA段消耗Fe为5.6g，所以n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，故C错误；
D．反应消耗14g铁，物质的量为$\frac{14g}{56g/mol}$=0.25mol，则n（ FeSO₄）=n（Fe）=0.25mol，由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（ FeSO₄）=0.25mol，则c（H₂SO₄）=$\frac{0.25mol}{0.1L}$=2.5mol/L，故D正确，
故选：C．

点评 本题以图象为载体，考查有关金属和酸反应的计算题，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，