Question

【題目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6g。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(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結果錯誤的是（ ）

A. 原混合酸中NO3-物質的量為0.1 mol

B. OA段產生的氣體是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產生H2

C. 第二份溶液中最終溶質為FeSO4

D. H2SO4濃度為2.5 molL－1

Answer 1

【答案】A

【解析】

第一份混合酸中加入銅粉發生反應3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，9.6gCu的物質的量==0.15mol，根據計量數可得同時消耗0.4mol H+和0.1mol NO3-；

第二份混合酸中有關粒子的氧化性強弱順序為：HNO3>Fe3+>H+，因此鐵粉加到第二份混合酸中將依次發生三個反應：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe+2H+=Fe2++H2↑，分別對應圖像上OA段，AB段，BC段。由此分析。

A.根據有關粒子的氧化性強弱順序：HNO3>Fe3+>H+，鐵粉加到100mL混合酸中將依次發生三個反應：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe+2H+=Fe2++H2↑，即對應圖像上OA段，AB段，BC段的反應。OA段消耗鐵粉的物質的量==0.1mol，根據反應計量關系可知同時消耗0.4molH+，0.1molNO3-，由于BC段有H2放出，說明OA段溶液中H+過量，因此0.1mol NO3-耗盡后沒有剩余，所以原200mL混合酸中含有的NO3-的物質的量=0.1mol×2=0.2mol，A項錯誤；

B. 根據有關粒子的氧化性強弱順序：HNO3>Fe3+>H+，鐵粉加到混合酸中將依次發生三個反應：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe+2H+=Fe2++H2↑，即對應圖像上OA段，AB段，BC段的反應，所以OA段產生的氣體是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產生氫氣，B項正確；

C.根據上面的分析可知圖像OA段、AB段、BC段對應的反應分別是：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，分析這三個離子反應可知混合酸和鐵粉的轉化：鐵元素最終轉化為Fe2+，氫元素最終轉化為H2O或H2，NO3-最終轉化為NO，SO42-沒有參與反應，所以第二份溶液中最終溶質為FeSO4，C項正確；

D.根據上面的分析可知圖像OA段、AB段、BC段對應的反應分別是：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，OA段消耗鐵粉的物質的量==0.1mol，根據反應計量數可得OA段消耗0.4molH+，0.1molNO3-；BC段消耗鐵粉物質的量==0.1mol，根據反應計量數可得BC段消耗H+0.2mol，由此可知每份混合酸中含0.4mol+0.2mol =0.6mol H+，因含0.1molHNO3，則含H2SO4物質的量==0.25mol，硫酸的濃度==2.5mol/L，D項正確；答案選A。