Question

5．一定浓度200mL的HNO₃溶液中加入5.6g Fe，全部溶解，得到标准状况下的NO气体2.24L，测得反应后溶液中的c（H⁺）=0.1mol/L．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． 反应前HNO₃溶液的浓度为2.0mol•L^-1
• B． 反应后溶液中含硝酸亚铁
• C． 反应后的溶液最多还能溶解3.22g Fe
• D． 反应后溶液中c（NO₃^-）=1.5mol•L^-1

Answer 1

分析 n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反应后溶液中的c（H⁺）=0.1mol/L，说明溶液中硝酸过量，
B．少量铁和稀硝酸反应生成硝酸铁；
A．根据氮原子守恒计算原溶液中硝酸的浓度；
D．根据电荷守恒确定硝酸根离子浓度；
C．反应后的溶液中硝酸与硝酸铁中含NO₃^-，结合3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O计算最多消耗的Fe．

解答 解：n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反应后溶液中的c（H⁺）=0.1mol/L，说明溶液中硝酸过量，
A．根据氮原子守恒得原溶液中n（HNO₃）=n（NO）+3n[Fe（NO₃）₃]+n（HNO₃）_（剩余）=0.1mol+3×0.1mol+0.1mol/L×0.2L=0.42mol，
则原来硝酸的浓度=$\frac{0.42mol}{0.2L}$=2.1mol/L，故A错误；
B．铁和过量硝酸反应生成硝酸铁，故B错误；
C．原硝酸的物质的量=0.42mol，由3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，最多消耗Fe为0.42mol×$\frac{3}{8}$×56=8.82g，则还能溶解8.82g-5.6=3.22g，故C正确；
D．根据电荷守恒得c（NO₃^-）=3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=3×$\frac{0.1mol}{0.2L}$+0.1mol/L=1.6mol/L，故D错误；
故选C．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，明确硝酸剩余发生的化学反应及最多溶解铁发生的化学反应是解答本题的关键，注意利用原子守恒计算原来硝酸浓度，选项D为解答的难点，题目难度中等．