Question

7．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份，向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2g（已知硝酸只能被還原為NO氣體）．向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示．下列分析或結(jié)果錯誤的是（　�。�

• A． 原溶液中H₂SO₄濃度為4mol•L^-1
• B． 圖中，AB段的反應(yīng)為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，A點的溶質(zhì)為Fe（NO₃）₃
• C． 原混合液中NO₃^-的物質(zhì)的量為0.4mol
• D． 圖中，OA段產(chǎn)生是NO，BC段產(chǎn)生的氣體是氫氣

Answer 1

分析 向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐漸加入鐵粉，根據(jù)圖象可知：OA段生成的氣體逐漸增多，AB段沒有氣體生成，而BC段生成氣體有逐漸增大，說明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↑，
A．根據(jù)鐵和硫酸的反應(yīng)中鐵的質(zhì)量來確定所需硫酸的量，進而確定硫酸的濃度；
B．A點硝酸根離子完全被還原，此時溶質(zhì)為硫酸鐵；
C．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，根據(jù)鐵的物質(zhì)的量結(jié)合離子方程式計算；
D．根據(jù)分析可知OA段產(chǎn)生是NO，BC段產(chǎn)生的氣體是氫氣．

解答 解：向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐漸加入鐵粉，根據(jù)圖象可知：OA段生成的氣體逐漸增多，AB段沒有氣體生成，而BC段生成氣體有逐漸增大，說明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↑，
A．第二份反應(yīng)消耗22.4g鐵，其物質(zhì)的量為：$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，所有的鐵都在硫酸亞鐵中，根據(jù)硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，所原混合酸中H₂SO₄物質(zhì)的量為：0.4 mol×2=0.8mol，原混合溶液中硫酸濃度為：$\frac{0.8mol}{0.2L}$=4mol/L，故A正確；
B．根據(jù)分析可知，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⁺，A點時硝酸根離子完全被含有，A點的溶質(zhì)為Fe₂（SO₄）₃，故B錯誤；
C．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（NO₃^-）=2n（Fe）=2×$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.4mol，故C正確；
D．由分析可知，OA段發(fā)生反應(yīng)為Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發(fā)生反應(yīng)為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，則OA段產(chǎn)生是NO，BC段產(chǎn)生的氣體是氫氣，故D正確；
故選B．

點評 本題以圖象為載體考查金屬和酸反應(yīng)的有關(guān)計算，題目難度中等，關(guān)鍵根據(jù)圖象分析各段發(fā)生的反應(yīng)，注意與鐵的反應(yīng)中硝酸全部起氧化劑作用，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力．