Question

19．某稀溶液中含有4mol KNO₃和2.5molH₂SO₄，向其中加入1.5mol Fe，充分反應(yīng)（已知NO₃^-被還原為NO）．下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)后生成NO的體積為28 L
• B． 所得溶液中的溶質(zhì)只有FeSO₄
• C． 所得溶液中c（NO₃^-）=2.75 mol．L^-1
• D． 所得溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺ ）=1：1

Answer 1

分析 n（H⁺）=2.5mol×2=5mol，n（NO₃^-）=4mol，發(fā)生3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O或Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，鐵粉的物質(zhì)的量為1.5mol，由離子方程式判斷過(guò)量，然后設(shè)出未知數(shù)，結(jié)合反應(yīng)列式計(jì)算即可．

解答 解：溶液中氫離子總物質(zhì)的量為：n（H⁺）=2.5mol×2=5mol，n（NO₃^-）=4mol，鐵粉的物質(zhì)的量為1.5mol，
由   3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
     3         2       8
1.5mol   1mol  4mol，
則1.5molFe完全反應(yīng)時(shí)，硝酸根離子與氫離子均過(guò)量，
則發(fā)生Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
若1.5molFe完全反應(yīng)時(shí)，氫離子不足，則兩個(gè)反應(yīng)均發(fā)生，
Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O
 x             4x             x
3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
 y              $\frac{8}{3}$y               $\frac{2}{3}$y
則：x+y=1.5、4x+$\frac{8}{3}$y=5，
解得：x=0.75mol，y=0.75mol
生成NO的體積為（0.75mol+0.75mol×$\frac{2}{3}$）×22.4L/mol=28L，
A．根據(jù)分析可知，反應(yīng)后生成標(biāo)況下28LNO，不是標(biāo)況下，NO氣體不一定為28L，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)后溶質(zhì)為硫酸鐵和硫酸亞鐵，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)消耗硝酸根離子等于生成NO的量=0.75mol+0.75mol×$\frac{2}{3}$=1.25mol，缺少溶液體積，無(wú)法計(jì)算溶液中硝酸根離子濃度，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)后生成鐵離子為0.75mol，亞鐵離子為0.75mol，所以所得溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺ ）=1：1，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，題目難度中等，把握反應(yīng)中電子守恒為解答的關(guān)鍵，注意過(guò)量判斷及發(fā)生的反應(yīng)判斷，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查；A、C為易錯(cuò)點(diǎn)，注意A不是標(biāo)況下、C缺少溶液體積．