Question

常溫下，將1.92g銅加入到100ml H₂SO₄和HNO₃的混合液中，Cu全部溶解，放出無色氣體，再向溶液中加入足量鐵粉，充分反應(yīng)，此時收集到氣體為448ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氫氣．下列有關(guān)結(jié)論不正確的是（　　）

• A、溶解的鐵粉為2.8g
• B、原溶液中c（SO₄^2-）=0.5mol/L
• C、原混合溶液中c（H⁺）=1.2mol/L
• D、原溶液中n（NO₃^-）=0.08mol

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算,硝酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：計算題,氮族元素

分析：常溫下，將銅加入到H₂SO₄和HNO₃的混合液中，發(fā)生反應(yīng)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O，Cu全部溶解，放出無色氣體為NO，再向溶液中加入足量鐵粉，充分反應(yīng)，此時收集到氣體為448ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氫氣，說明硫酸有剩余，硝酸全部起氧化劑作用．加入的鐵發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，置換出溶液中的銅、與氫氣．
A、由離子方程式可知n（Fe）=n（Cu）+n（H₂）．
B、加入足量鐵粉后的溶液中溶質(zhì)是硫酸亞鐵，根據(jù)硫酸根、鐵元素守恒n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）．
C、根據(jù)銅計算參加反應(yīng)的氫離子的物質(zhì)的量，根據(jù)氫氣計算剩余的氫離子的物質(zhì)的量，二者之和為原溶液中氫離子的物質(zhì)的量．
D、根據(jù)銅的質(zhì)量，結(jié)合3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O計算原溶液中n（NO₃^-）．

解答： 解：常溫下，將銅加入到H₂SO₄和HNO₃的混合液中，發(fā)生反應(yīng)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O，Cu全部溶解，放出無色氣體為NO，再向溶液中加入足量鐵粉，充分反應(yīng)，此時收集到氣體為448ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氫氣，說明硫酸有剩余，硝酸全部起氧化劑作用．加入的鐵發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，置換出溶液中的銅、與氫氣．
A、由離子方程式可知n（Fe）=n（Cu）+n（H₂）=

1.92g

64g/mol

+

0.0448L

22.4L/mol

=0.05mol，所以加入鐵粉的質(zhì)量為0.05mol×56g/mol=2.8g，故A正確；
B、加入足量鐵粉后的溶液中溶質(zhì)是硫酸亞鐵，根據(jù)硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=0.05mol，所以原溶液中c（SO₄^2-）=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，故B正確；
C、n（Cu）=

1.92g

64g/mol

=0.03mol，根據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O可知，參加反應(yīng)的氫離子的物質(zhì)的量為0.03mol×

8

3

=0.08mol，n（H₂）=

0.0448L

22.4L/mol

=0.02mol，剩余的氫離子的物質(zhì)的量為0.02mol×2=0.04mol，所以原混合溶液中c（H⁺）=

0.08mol+0.04mol

0.1L

=1.2mol/L，故C正確；
D、n（Cu）=

1.92g

64g/mol

=0.03mol，根據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O可知，原溶液中n（NO₃^-）=

2

3

×0.03mol=0.02mol，故D錯誤．
故選：D．

點評：考查混合物的計算、硝酸性質(zhì)等，難度中等，注意在足量的混酸中硝酸全起氧化劑作用，根據(jù)題目信息判斷發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵．