Question

5．-定浓度H₂SO₄、HNO₃混合后的稀溶液100mL，向其中逐渐加人铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示，假设且每一段只对应一个反应，则OA段产生的气体和H₂SO₄的物质的量浓度分别为（　　）

• A． NO，1.5mol/L
• B． H₂，1.5mol/L
• C． NO，2.5mol/L
• D． H₂，2.5mol/L

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↑，根据OA段消耗铁的质量可计算出生成NO的物质的量；应用BC段生成氢气，则硝酸根离子完全转化成NO，C点溶质为硫酸亚铁，则根据硫酸根离子守恒可计算出原硫酸的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算出硫酸的浓度．

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↑，
OA段总共消耗了5.6gFe，消耗Fe的我质量的为：$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，根据反应Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知0.1mol铁完全反应生成NO的物质的量为0.1mol，
从O点至反应结束总消耗Fe的质量为14.0g，消耗Fe的总物质的量为：$\frac{14.0g}{56g/mol}$=0.25mol，由于反应生成氢气，则OA段说明氢离子过量，硝酸根离子完全反应，C点时溶质为FeSO₄，则原硫酸溶液中含有硫酸的物质的量为0.25mol，浓度为$\frac{0.25mol}{0.1L}$=2.5mol/L，
故选C．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确图象曲线对应反应原理为解答关键，注意掌握守恒思想的应用，试题培养了学生的化学计算能力．