Question

常温下，某200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液最多能溶解19.2g铜粉（已知硝酸只被还原为NO气体），若再取等体积的该混合酸向其中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示．下列有关分析错误的是

1. A.
   原混合酸中NO₃-的物质的量为0.2mol
2. B.
   原混合酸中H₂SO₄物质的量浓度为2mol/L
3. C.
   OA段与BC段反应中电子转移的物质的量之比为2：1
4. D.
   取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液的pH=1

Answer 1

C
分析：A、根据电子得失守恒，可求出NO₃-的物质的量；
B、根据电子得失守恒，可求出硫酸的物质的量；
C、根据电子得失守恒，可求出OA段与BC段电子转移的物质的量；
D、根据溶液稀释时H⁺的物质的量不变．
解答：A、铜粉最多能溶解19.2克，是0.3摩尔，失去0.6摩尔电子，说明含硝酸根离子0.2摩尔．考虑生成硫酸铜，则至少有硝酸0.2摩尔，硫酸0.3摩尔；
铁粉则最多能溶解22.4克，是0.4摩尔，失去0.8摩尔电子．说明还有0.1摩尔硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则有0.2摩尔硝酸和0.4摩尔硫酸亚铁．
因此，原混合酸中NO₃-的物质的量为0.2mol，硝酸浓度是1摩尔/升，故A正确；
B、同理可知：硫酸的物质的量为0.4mol，硫酸浓度是2摩尔/升，故B正确；
C、由AB段气体数量不变可知，此阶段是Fe³⁺与单质铁之间的反应，BC阶段发生的是H⁺与单质铁的反应，OA段消耗0.2mol铁且此阶段反应结束时，溶液中还剩余有H⁺，说明此时溶液中NO₃^-全部反应完了，OA段电子转移的物质的量为0.6mol，BC阶电子转移的物质的量为0.2mol，两者的物质的量之比为3：1，故C错误；
D、原混合酸中C（H⁺）=5摩尔/升，稀释50倍后，C（H⁺）=0.1摩尔/升，pH=1，故D正确；
故选：C．
点评：本题若根据化学方程式来求，很难算出结果，根据氧化还原反应中电子得失守恒，可以起到事倍功半的效果．