Question

12．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成甲、乙兩份．向甲中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6g．向乙中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量的變化如圖所示（已知：Fe+4HNO₃（稀）=Fe（NO₃）+NO↑+2H₂O），下列分析結果不正確的是（　�。�

• A． 原混合溶液中NO${\;}_{3}^{-}$的物質的量的濃度為4mol/L
• B． AB段的反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
• C． C點時，乙中溶質為FeSO₄
• D． 標準狀況下，OA，OB段產生的氣體總體積約為4.48L

Answer 1

分析 由圖象可知，OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
A．OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，根據鐵的物質的量計算每一份溶液中NO₃^-的物質的量，每份溶液體積為100mL，根據c=$\frac{n}{V}$計算；
B．根據分析進行判斷；
C．BC段發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，則溶質為硫酸亞鐵；
D．OA段生成NO，BC段生成氫氣，結合方程式計算．

解答 解：由圖象可知，OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段發(fā)生反應為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
A．OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，每份溶液中n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，每份溶液的體積為100mL，則原溶液中硝酸根離子的濃度為$\frac{0.1mol}{0.11L}$=1mol/L，故A錯誤；
B．根據分析可知，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故B正確；
C．BC段發(fā)生反應為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，則C點時鐵離子完全轉化成亞鐵離子，乙中溶質為FeSO₄，故C正確；
D．OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，由方程式可知，生成的n（NO）=n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，BC段發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，由方程式可知生成的n（H₂）=n（Fe）=0.1mol，故整個過程中生成氣體為（0.1mol+0.1mol）×22.4L/mol=4.48L，故D正確；
故選A．

點評 本題以化學反應圖象為載體，考查混合物反應的計算，題目難度中等，關鍵根據圖象分析各段發(fā)生的反應，注意該題中與鐵的反應的硝酸全部起氧化劑作用．