Question

9．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，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．
則BC段氣體是產(chǎn)生的氣體是H₂；OA段離子反應(yīng)方程式為Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，c（H₂SO₄）為2mol/L．

Answer 1

分析 由圖象可知，由于鐵過量，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↑；最終消耗22.4gFe，溶液中溶質(zhì)為FeSO₄，根據(jù)Fe元素守恒可以計(jì)算n（FeSO₄），再根據(jù)硫酸根守恒計(jì)算每一份溶液中n（H₂SO₄），進(jìn)而計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：由圖象可知，由于鐵過量，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↑．
最終消耗22.4gFe，其物質(zhì)的量為$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，溶液中溶質(zhì)為FeSO₄，根據(jù)Fe元素守恒可n（FeSO₄）=n（Fe）=0.4mol，再根據(jù)硫酸根守恒，每一份溶液中n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=0.4mol，故意硫酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L；
故答案為：H₂；Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O；2mol/L．

點(diǎn)評 本題以圖象為載體，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，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．