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20.2.8g Fe全部溶于一定浓度、200mL的HNO3溶液中,得到标准状况下的气体1.12L,测得反应后溶液的pH为1.若反应前后溶液体积变化忽略不计,则下列有关判断正确的是(  )
A.反应后溶液中铁元素可能以Fe2+形式存在
B.反应后溶液中c(N03-)=0.85 mol/L
C.反应后的溶液最多还能溶解1.4 g Fe
D.1.12 L气体可能是NO、NO2的混合气体

分析 Fe和硝酸反应生成硝酸盐和氮氧化B物,氮氧化物在标况下体积是1.12L,则n(NOx)=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol,反应后溶液pH=1说明溶液呈酸性,硝酸有剩余,则Fe完全反应生成Fe(NO33
A.反应后硝酸有剩余,则Fe完全反应生成Fe(NO33
B.根据N原子守恒知,反应后溶液中c(NO3-)=n(HNO3)+3n[Fe(NO33];
C.反应后溶液还能溶解Fe,当Fe完全转化为Fe(NO32,消耗的Fe质量最多;
D.根据转移电子守恒判断气体分.

解答 解:Fe和硝酸反应生成硝酸盐和氮氧化物,氮氧化物在标况下体积是1.12L,则n(NOx)=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol,反应后溶液pH=1说明溶液呈酸性,硝酸有剩余,则Fe完全反应生成Fe(NO33
A.反应后硝酸有剩余,则Fe完全反应生成Fe(NO33,没有硝酸亚铁生成,故A错误;
B.根据N原子守恒知,反应后溶液中n(NO3-)=n(HNO3)+3n[Fe(NO33]=0.02mol+3×$\frac{2.8}{56g/mol}$=0.17mol,则c(NO3-)=$\frac{0.17mol}{0.2L}$=0.85mol/L,故B正确;
C.反应后溶液还能溶解Fe,当Fe完全转化为Fe(NO32,消耗的Fe质量最多,反应后剩余n(HNO3)=0.1mol/L×0.2L=0.02mol,根据3Fe+8HNO3=3Fe(NO32+2NO↑+4H2O知,硝酸溶解的n(Fe)=$\frac{0.02mol}{8}$×3=0.0075mol,根据转移电子相等知,硝酸铁溶解的n(Fe)=$\frac{\frac{2.8g}{56g/mol}(3-2)}{2-0}$=0.025mol,则最多还能溶解m(Fe)=(0.0075+0.025)mol×56g/mol=1.82g,故C错误;
D.2.8gFe完全转化为Fe(NO33时转移电子物质的量=$\frac{2.8g}{56g/mol}$×3=0.15mol,假设气体完全是NO,转移电子物质的量=0.05mol×(5-2)=0.15mol,假设气体完全是NO2,转移电子物质的量=0.05mol×(5-4)=0.05mol<0.15mol,根据转移电子相等知,气体成分是NO,故D错误;
故选B.

点评 本题考查氧化还原反应有关计算,为高频考点,侧重考查学生分析计算能力,正确判断2.8gFe完全反应生成物成分是解本题关键,注意转移电子守恒、原子守恒的灵活运用,题目难度中等.

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