Question

【題目】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（已知硝酸只被還原為NO氣體）．向另一份中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示．下列分析或結果錯誤的是（ ）

A.混合酸中H2SO4濃度為4 molL﹣1
B.200mL混合酸中NO3﹣物質的量為0.2mol
C.AB段的反應為Fe+2Fe3+═3Fe2+ ， BC段產生氫氣
D.加入銅粉的那份混合酸，反應后剩余0.1mol H2SO4

Answer 1

【答案】B
【解析】解：A．第二份反應消耗22.4g鐵，物質的量為： =0.4mol，所有的鐵都在硫酸亞鐵中，根據硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，所原混合酸中H2SO4物質的量為0.4 mol×2=0.8mol，原混合溶液中硫酸濃度為： =4mol/L，故A正確；
B．OA段發生反應為：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× =0.4mol，故B錯誤；
C．由圖象可知，由于鐵過量，OA段發生反應為：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發生反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， BC段發生反應為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故C正確；
D．最多能溶解19.2g銅的物質的量= =0.3mol，3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O可知消耗氫離子物質的量為0.8mol，消耗NO3﹣物質的量0.2mol，依據A和B計算可知每份中硝酸物質的量0.2mol全部反應，H2SO4物質的量=4mol/L×0.1L=0.4mol，反應過程是鐵先與硝酸反應，之后鐵與鐵離子反應生產亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應，鐵單質全部轉化為亞鐵離子，硝酸全部起氧化劑作用，沒有顯酸性的硝酸，由反應3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O計算得到，剩余氫離子物質的量為0.2mol，依據氫離子守恒可得到，剩余H2SO4物質的量0.1mol，故D正確；
故選B．
由圖象可知，由于鐵過量，OA段發生反應為：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發生反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， BC段發生反應為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，
A．根據鐵和硫酸的反應中鐵的質量來確定所需硫酸的量，進而確定硫酸的濃度；
B．鐵先與硝酸反應生成一氧化氮與鐵離子，之后鐵與鐵離子反應生產亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應；
C．OA段發生反應為：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化劑作用，根據鐵的物質的量結合離子方程式計算；
D．鐵先與硝酸反應，之后鐵與鐵離子反應生產亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應，鐵單質全部轉化為亞鐵離子，硝酸全部起氧化劑作用，沒有顯酸性的硝酸，依據3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O計算；