Question

12．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成甲、乙两份．向甲中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g．向乙中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示（已知：Fe+4HNO₃（稀）=Fe（NO₃）+NO↑+2H₂O），下列分析结果不正确的是（　　）

• A． 原混合溶液中NO${\;}_{3}^{-}$的物质的量的浓度为4mol/L
• B． AB段的反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
• C． C点时，乙中溶质为FeSO₄
• D． 标准状况下，OA，OB段产生的气体总体积约为4.48L

Answer 1

分析 由图象可知，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，根据铁的物质的量计算每一份溶液中NO₃^-的物质的量，每份溶液体积为100mL，根据c=$\frac{n}{V}$计算；
B．根据分析进行判断；
C．BC段发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，则溶质为硫酸亚铁；
D．OA段生成NO，BC段生成氢气，结合方程式计算．

解答 解：由图象可知，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，每份溶液中n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，每份溶液的体积为100mL，则原溶液中硝酸根离子的浓度为$\frac{0.1mol}{0.11L}$=1mol/L，故A错误；
B．根据分析可知，AB段发生反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故B正确；
C．BC段发生反应为Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，则C点时铁离子完全转化成亚铁离子，乙中溶质为FeSO₄，故C正确；
D．OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，由方程式可知，生成的n（NO）=n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，BC段发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，由方程式可知生成的n（H₂）=n（Fe）=0.1mol，故整个过程中生成气体为（0.1mol+0.1mol）×22.4L/mol=4.48L，故D正确；
故选A．

点评 本题以化学反应图象为载体，考查混合物反应的计算，题目难度中等，关键根据图象分析各段发生的反应，注意该题中与铁的反应的硝酸全部起氧化剂作用．