Question

【題目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6g。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(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是（ ）

A. 原混合酸中NO3-物質(zhì)的量為0.1 mol

B. OA段產(chǎn)生的氣體是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產(chǎn)生H2

C. 第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4

D. H2SO4濃度為2.5 molL－1

Answer 1

【答案】A

【解析】

第一份混合酸中加入銅粉發(fā)生反應(yīng)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，9.6gCu的物質(zhì)的量==0.15mol，根據(jù)計(jì)量數(shù)可得同時(shí)消耗0.4mol H+和0.1mol NO3-；

第二份混合酸中有關(guān)粒子的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>：HNO3>Fe3+>H+，因此鐵粉加到第二份混合酸中將依次發(fā)生三個(gè)反應(yīng)：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，F(xiàn)e+2H+=Fe2++H2↑，分別對應(yīng)圖像上OA段，AB段，BC段。由此分析。

A.根據(jù)有關(guān)粒子的氧化性強(qiáng)弱順序：HNO3>Fe3+>H+，鐵粉加到100mL混合酸中將依次發(fā)生三個(gè)反應(yīng)：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，F(xiàn)e+2H+=Fe2++H2↑，即對應(yīng)圖像上OA段，AB段，BC段的反應(yīng)。OA段消耗鐵粉的物質(zhì)的量==0.1mol，根據(jù)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系可知同時(shí)消耗0.4molH+，0.1molNO3-，由于BC段有H2放出，說明OA段溶液中H+過量，因此0.1mol NO3-耗盡后沒有剩余，所以原200mL混合酸中含有的NO3-的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2mol，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B. 根據(jù)有關(guān)粒子的氧化性強(qiáng)弱順序：HNO3>Fe3+>H+，鐵粉加到混合酸中將依次發(fā)生三個(gè)反應(yīng)：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，F(xiàn)e+2H+=Fe2++H2↑，即對應(yīng)圖像上OA段，AB段，BC段的反應(yīng)，所以OA段產(chǎn)生的氣體是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣，B項(xiàng)正確；

C.根據(jù)上面的分析可知圖像OA段、AB段、BC段對應(yīng)的反應(yīng)分別是：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，分析這三個(gè)離子反應(yīng)可知混合酸和鐵粉的轉(zhuǎn)化：鐵元素最終轉(zhuǎn)化為Fe2+，氫元素最終轉(zhuǎn)化為H2O或H2，NO3-最終轉(zhuǎn)化為NO，SO42-沒有參與反應(yīng)，所以第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，C項(xiàng)正確；

D.根據(jù)上面的分析可知圖像OA段、AB段、BC段對應(yīng)的反應(yīng)分別是：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，OA段消耗鐵粉的物質(zhì)的量==0.1mol，根據(jù)反應(yīng)計(jì)量數(shù)可得OA段消耗0.4molH+，0.1molNO3-；BC段消耗鐵粉物質(zhì)的量==0.1mol，根據(jù)反應(yīng)計(jì)量數(shù)可得BC段消耗H+0.2mol，由此可知每份混合酸中含0.4mol+0.2mol =0.6mol H+，因含0.1molHNO3，則含H2SO4物質(zhì)的量==0.25mol，硫酸的濃度==2.5mol/L，D項(xiàng)正確；答案選A。