Question

8．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 9.6g．向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖所示（巳知硝酸只被還原為NO氣體）．
（1）OA段反應(yīng)的離子方程式為Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
BC段反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
（2）第二份溶液中進(jìn)終溶質(zhì)為FeSO₄，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證此溶液陽離子的方法是取少量溶液于試管中，先滴加幾滴KSCN溶液，溶液不變色，然后滴入氯水后溶液變?yōu)榧t色，證明溶液中含有亞鐵離子．
（3）H₂SO₄ 濃度為2.5mol/L．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，由于鐵過量，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↑；
（2）鐵先與硝酸反應(yīng)，之后鐵與鐵離子反應(yīng)生產(chǎn)亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應(yīng)，鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，硝酸全部起氧化劑作用，沒有顯酸性的硝酸；亞鐵離子與硫氰化鉀不反應(yīng)，但滴入氯水后溶液變?yōu)榧t色，據(jù)此可檢驗(yàn)亞鐵離子；
（3）最終溶液為硫酸亞鐵，結(jié)合消耗鐵的總質(zhì)量計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算硫酸的濃度．

解答 解：（1）由圖象可知，由于鐵過量，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↑，
故答案為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（2）硝酸全部被還原，沒有顯酸性的硝酸，因?yàn)槿芤褐杏辛蛩岣�，并且鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，所以溶液中最終溶質(zhì)為FeSO₄；
該溶液中的亞鐵離子為亞鐵離子，檢驗(yàn)方法為：取少量溶液于試管中，先滴加幾滴KSCN溶液，溶液不變色，然后滴入氯水后溶液變?yōu)榧t色，證明溶液中含有亞鐵離子，
故答案為：FeSO₄；取少量溶液于試管中，先滴加幾滴KSCN溶液，溶液不變色，然后滴入氯水后溶液變?yōu)榧t色，證明溶液中含有亞鐵離子；
（3）第二份反應(yīng)消耗14g Fe，物質(zhì)的量為：$\frac{14g}{56g/mol}$=0.25mol，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0.25mol，所原混合酸中H₂SO₄物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.25mol}{0.1L}$=2.5mol/L，
故答案為：2.5．

點(diǎn)評 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意正確判斷過量情況，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．