Question

5．-定濃度H₂SO₄、HNO₃混合后的稀溶液100mL，向其中逐漸加人鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示，假設(shè)且每一段只對(duì)應(yīng)一個(gè)反應(yīng)，則OA段產(chǎn)生的氣體和H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度分別為（　�。�

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

Answer 1

分析 由圖象可知，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⁺，BC段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，根據(jù)OA段消耗鐵的質(zhì)量可計(jì)算出生成NO的物質(zhì)的量；應(yīng)用BC段生成氫氣，則硝酸根離子完全轉(zhuǎn)化成NO，C點(diǎn)溶質(zhì)為硫酸亞鐵，則根據(jù)硫酸根離子守恒可計(jì)算出原硫酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出硫酸的濃度．

解答 解：由圖象可知，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⁺，BC段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
OA段總共消耗了5.6gFe，消耗Fe的我質(zhì)量的為：$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，根據(jù)反應(yīng)Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知0.1mol鐵完全反應(yīng)生成NO的物質(zhì)的量為0.1mol，
從O點(diǎn)至反應(yīng)結(jié)束總消耗Fe的質(zhì)量為14.0g，消耗Fe的總物質(zhì)的量為：$\frac{14.0g}{56g/mol}$=0.25mol，由于反應(yīng)生成氫氣，則OA段說(shuō)明氫離子過(guò)量，硝酸根離子完全反應(yīng)，C點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)為FeSO₄，則原硫酸溶液中含有硫酸的物質(zhì)的量為0.25mol，濃度為$\frac{0.25mol}{0.1L}$=2.5mol/L，
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確圖象曲線對(duì)應(yīng)反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．