Question

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9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。請填空:

（1）AB段的反應的離子方程式為                                       ；
（2）原混合酸中NO₃^-物質的量濃度為            mol·L^－1；
（3）原混合物中H₂SO₄物質的量為         mol。

Answer 1

(1).  Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺ (2)． 1.0  (3). 0.5

解析試題分析:某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中的一份混合液中加入銅粉，銅被硝酸氧化為銅離子。由于n(Cu)=9.6g／64g·mol^-1="0.15" mol根據離子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O可知n(NO₃^-)=(3／2)n(Cu)=0.1mol.所以C(NO₃^-)=n／V=0.1mol／0.1L="1.0" mol／L.向另一份中逐漸加入鐵粉，各個階段發生的反應為:O→A:Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；A→B：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；B→。C:Fe+2H+=Fe²⁺+H₂↑發生第一個反應消耗氫離子的物質的量為n ( H⁺)=4n(NO₃^-)=0.4mol,發生第三個反應消耗的氫離子的物質的量為：n ( H⁺)="2n" (Fe)=2(14.0-8.4)g／56g.mol^-1.="0.2" mol. n ( H⁺)_總=0.4mol+0.2mol=0.6mol.因為n ( H⁺)_總=2n(H₂SO₄)+n(HNO₃),硝酸產生的氫離子和硝酸根離子相等，所以n(H₂SO₄)="n" ( H⁺)_總-n(HNO₃)={0.6mol-0.1mol}／2="0.25" mol.原來的混合溶液平均分成兩份,每份含有硫酸0.25 mol，所以一共含硫酸的物質的量為0. 5 mol。
考點：考查硫酸、硝酸的混合液與變價金屬發生在各個階段的反應及實質的問題。