Question

【題目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩等份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2g (已知硝酸只被還原為NO氣體)。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下圖所示。下列分析或結果錯誤的是

A. OA段產生的是NO，AB段的反應為Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段產生氫氣

B. 原混合酸中SO42－物質的量為0.6 mol

C. 第二份溶液中最終溶質為FeSO4

D. 取20mL原混合酸加水稀釋至1L后溶液的c(H+)=0.2mol/L

Answer 1

【答案】B

【解析】

該混合溶液與銅粉反應的離子方程式為①3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，已知m(Cu)=19.2g，即n(Cu)=0.3mol，可求得參加反應的n(NO3－)=0.2mol，n(H+)=0.8mol；鐵粉與混合溶液反應時，鐵被氧化為Fe3＋，而HNO3被還原為NO，即OA段的反應②為Fe＋4H＋＋NO3－=Fe3＋＋NO↑＋2H2O；隨著鐵粉的增加，AB段的反應③為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，此時沒有氣體生成；當再增加鐵粉時，又產生氣體，即BC段的反應④為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，說明溶液中剩余的有H+；已知OA段消耗n( Fe) =0.2mol，由反應②可得參加反應的n(NO3－)=0.2mol，n(H+)=0.8mol，BC段消耗n( Fe) =0.1mol，則反應④消耗的n(H+)=0.2mol，綜合分析可知，每一份混合溶液中n(HNO3)= 0.2mol，n(H2SO4)= 0.4mol。

A、混合溶液開始與鐵粉反應時，稀硝酸把鐵氧化為Fe3＋，而自身被還原為NO，即OA段，由于Fe3＋也有較強的氧化性，被增加的鐵粉還原為Fe2+，即AB段，由于溶液中剩余有H+，與加入的鐵粉反應生成H2，即BC段，所以A正確；

B、由上述分析可知，原混合溶液中n(H2SO4)= n(SO42-)=2×0.4mol=0.8mol，所以B錯誤；

C、根據反應②③④可得，第二份溶液中的最終溶質只有FeSO4，所以C正確；

D、每一份混合溶液(100mL)中含有n(HNO3)= 0.2mol，n(H2SO4)= 0.4mol，則c(H+)=10 mol/L，取20mL加水稀釋至1L時，根據溶質的物質的量不變，可得0.02L×10mol/L=1L×c(H+)，c(H+)=0.2mol/L，所以D正確。本題答案為B。