Question

20．向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的體積（相同狀況）隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示．下列分析錯(cuò)誤的是．（　　）

• A． 原混合酸溶液的pH=0，c（H₂SO₄）=0.1mol•L^-1
• B． OA段的反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺═Fe³⁺+NO↑+2H₂O
• C． AB段的反應(yīng)為：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺
• D． BC段氣體產(chǎn)物為氫氣

Answer 1

分析 由圖象可知，由于鐵過(guò)量，OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，最后溶液溶質(zhì)為硫酸亞鐵，結(jié)合反應(yīng)的離子方程式以及題給相關(guān)數(shù)據(jù)解答該題．

解答 解：A．反應(yīng)消耗2.24g鐵，其物質(zhì)的量為$\frac{2.24g}{56g/mol}$=0.04mol，所有的鐵都在硫酸亞鐵中，根據(jù)硫酸根守恒，所以硫酸為0.04mol，所以硫酸的濃度為：$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/l，OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，故原混合液中n（HNO₃）=n（Fe）=$\frac{1.12g}{56g/mol}$=0.02mol，
n（H⁺）=2n（H₂SO₄）+n（HNO₃）=0.04mol×2+0.02mol=0.1mol，c（H⁺）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，pH=0，故A錯(cuò)誤；
B．由以上分析可知，OA段的反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故B正確；
C．由圖象可知，由于鐵過(guò)量，OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故C正確；
D．OA段硝酸根離子全部反應(yīng)，AB段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段溶液中有氫離子與鐵反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，故D正確．
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題以圖象為載體考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，據(jù)圖象分析各段發(fā)生的反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意與鐵的反應(yīng)中硝酸全部起氧化劑作用．