Question

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，向其中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示（已知硝酸的還原產(chǎn)物只有NO氣體）
（1）OA段發(fā)生的反應(yīng)為：

 

（用離子方程式表示，下同）AB段發(fā)生的反應(yīng)為：

 

（2）C點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為：

 

（填化學(xué)式）
（3）原混合酸中NO₃^-的物質(zhì)的量為：

 

mol，硫酸的物質(zhì)的量濃度為：

 

mol?L^-1
（4）若向原混合溶液中加入足量銅粉，最多可溶解銅的質(zhì)量為：

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：

分析：（1）由圖象可知，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）根據(jù)（1）的分析可知，C點(diǎn)溶質(zhì)為硫酸亞鐵；
（3）OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，根據(jù)鐵的物質(zhì)的量結(jié)合離子方程式計(jì)算；消耗14g Fe時(shí)，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為FeSO₄，根據(jù)質(zhì)量守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）；
（4）根據(jù)反應(yīng)3Cu+8H⁺+2NO₃^-（�。┄T3Cu²⁺+2NO+4H₂O及氫離子、硝酸根離子的物質(zhì)的量判斷過(guò)量，然后根據(jù)不足量計(jì)算出最多溶解銅的物質(zhì)的量及質(zhì)量．

解答： 解：（1）由圖象可知，OA段鐵與硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)生成NO：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段氣體的量不變，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段氣體的量增加，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（2）根據(jù)（1）可知，C點(diǎn)鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，所以溶質(zhì)的化學(xué)式為：FeSO₄，
故答案為：FeSO₄；
（3）OA段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，所以每份中n（NO₃^-）=n（Fe）=

5.6g

56g/mol

=0.1mol；
BC段發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，C點(diǎn)溶質(zhì)為硫酸亞鐵，則n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）=

14g

56g/mol

=0.25mol，則原溶液中硫酸的濃度為：c（H₂SO₄）=

0.25mol

0.1L

=2.5mol/L，
故答案為：0.1；2.5；
（4）根據(jù)（3）可知原溶液中含有氫離子的物質(zhì)的量為：n（H⁺）=0.1mol×4+

8.4g-5.6g

56g/mol

×2=0.5mol；n（NO₃^-）=

5.6g

56g/mol

=0.1mol，
根據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-（�。┄T3Cu²⁺+2NO+4H₂O可知，0.1mol硝酸根離子最多消耗0.4mol氫離子，則氫離子過(guò)量，消耗的銅按照硝酸根離子的量計(jì)算，則0.1mol硝酸根離子完全反應(yīng)能夠溶解銅的物質(zhì)的量為：0.1mol×

3

2

=0.15mol，0.15mol銅的質(zhì)量為：64g/mol×0.15mol=9.6g，
故答案為：9.6．

點(diǎn)評(píng)：本題以化學(xué)反應(yīng)圖象為載體，考查有關(guān)金屬和酸反應(yīng)的計(jì)算題，題目難度中等，關(guān)鍵根據(jù)圖象分析各段發(fā)生的反應(yīng)，注意氫離子過(guò)量，硝酸根離子完全反應(yīng)生成NO，注意利用守恒思想解答．