Question

19．某稀溶液中含有4mol KNO₃和2.5molH₂SO₄，向其中加入1.5mol Fe，充分反应（已知NO₃^-被还原为NO）．下列说法正确的是（　　）

• A． 反应后生成NO的体积为28 L
• B． 所得溶液中的溶质只有FeSO₄
• C． 所得溶液中c（NO₃^-）=2.75 mol．L^-1
• D． 所得溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺ ）=1：1

Answer 1

分析 n（H⁺）=2.5mol×2=5mol，n（NO₃^-）=4mol，发生3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O或Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，铁粉的物质的量为1.5mol，由离子方程式判断过量，然后设出未知数，结合反应列式计算即可．

解答 解：溶液中氢离子总物质的量为：n（H⁺）=2.5mol×2=5mol，n（NO₃^-）=4mol，铁粉的物质的量为1.5mol，
由   3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
     3         2       8
1.5mol   1mol  4mol，
则1.5molFe完全反应时，硝酸根离子与氢离子均过量，
则发生Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
若1.5molFe完全反应时，氢离子不足，则两个反应均发生，
Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O
 x             4x             x
3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
 y              $\frac{8}{3}$y               $\frac{2}{3}$y
则：x+y=1.5、4x+$\frac{8}{3}$y=5，
解得：x=0.75mol，y=0.75mol
生成NO的体积为（0.75mol+0.75mol×$\frac{2}{3}$）×22.4L/mol=28L，
A．根据分析可知，反应后生成标况下28LNO，不是标况下，NO气体不一定为28L，故A错误；
B．反应后溶质为硫酸铁和硫酸亚铁，故B错误；
C．反应消耗硝酸根离子等于生成NO的量=0.75mol+0.75mol×$\frac{2}{3}$=1.25mol，缺少溶液体积，无法计算溶液中硝酸根离子浓度，故C错误；
D．反应后生成铁离子为0.75mol，亚铁离子为0.75mol，所以所得溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺ ）=1：1，故D正确；
故选D．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，题目难度中等，把握反应中电子守恒为解答的关键，注意过量判断及发生的反应判断，侧重分析与计算能力的考查；A、C为易错点，注意A不是标况下、C缺少溶液体积．