Question

17．
某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩等份．向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2 g（己知硝酸只被還原為NO氣體）．向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示．下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是（　　）

• A． OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段產(chǎn)生氫氣
• B． 原混合酸中NO₃^-物質(zhì)的量為0.4 mol
• C． 第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO₄
• D． 取20 mL原混合酸加水稀釋至1 L后溶液c（H⁺）=0.1mol•L^-l

Answer 1

分析 由圖象可知，由于鐵過(guò)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↑．
A．鐵先與硝酸反應(yīng)生成一氧化氮與鐵離子，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)
B．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；
C．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(méi)有顯酸性的硝酸；
D．根據(jù)鐵和硫酸的反應(yīng)中鐵的質(zhì)量來(lái)確定所需硫酸的量，據(jù)此可確定硫酸中含有氫離子的物質(zhì)的量，再結(jié)合B可知硝酸中含有氫離子的物質(zhì)的量，從而可知原混合液中氫離子的總物質(zhì)的量，然后結(jié)合溶液稀釋定律計(jì)算稀釋后溶液中氫離子濃度．

解答 解：A．由圖象可知，由于鐵過(guò)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A正確；
B．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n（NO₃^-）=2n（Fe）=2×$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.4mol，故B正確；
C．硝酸全部被還原，沒(méi)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，故C正確；
D、反應(yīng)消耗22.4g鐵，其物質(zhì)的量=$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，所有的鐵都在硫酸亞鐵中，根據(jù)硫酸根守恒每份含硫酸0.4mol，200mL原溶液中含有0.8mol硫酸、0.4molHNO₃，原混合液中含有氫離子的總物質(zhì)的量=0.8mol×2+0.4mol=2mol，取出20mL溶液中含有氫離子的物質(zhì)的量為0.2mol，稀釋過(guò)程中氫離子的物質(zhì)的量不變，則稀釋至1 L后溶液c（H⁺）=$\frac{0.2mol}{1L}$=0.2mol•L^-l，故D錯(cuò)誤；
故選D．

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，難度中等，關(guān)鍵根據(jù)圖象分析各段發(fā)生的反應(yīng)，注意與鐵的反應(yīng)中硝酸全部起氧化劑作用，注意利用守恒思想解答．