Question

19．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份，向其中一份逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g（已知硝酸只被还原为NO气体），向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的最随铁粉质量增加的变化如图所示，下列分析或结果错误的是（　　）

• A． H₂SO₄浓度为5mol•L^-1
• B． 第二份溶液中最终溶质为FeSO₄
• C． 每份混合酸中NO₃^-物质的量为0.2mol
• D． OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段产生氢气

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↑；
消耗22.4g Fe时，此时溶液中溶质为FeSO₄，根据守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe），进而计算硫酸的浓度．

解答 解：A．消耗22.4g Fe时，此时溶液中溶质为FeSO₄，根据守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）=$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，故c（H₂SO₄）=$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，故A错误；
B．硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有硫酸根，并且铁单质全部转化为亚铁离子，所以溶液中最终溶质为FeSO₄，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，所以每份中n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，故C正确；
D．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D正确；
故选A．

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，注意利用守恒思想解答．