Question

某稀溶液中含有Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃，若向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe²⁺濃度和加入鐵粉的物質的量之間的關系如圖所示．當加入1.5mol鐵粉并充分反應后的溶液中Fe（NO₃）₃、Fe（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂物質的量濃度之比為（　　）

• A、1：1：1
• B、1：3：1
• C、2：3：2
• D、1：1：4

Answer 1

分析：根據氧化性：HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，Fe先與氧化性強的物質反應，即Fe+4HNO₃═Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，然后是：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，最后階段Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，由圖象可知，加入1molFe時，硝酸恰好反應生成Fe（NO₃）₃，從1mol～2mol消耗的1molFe與溶液中鐵離子恰好完全反應，從2mol～3mol消耗的1molFe與溶液中銅離子完全反應，據此計算．

解答：解：根據氧化性：HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，加入鐵后會依次發生氧化還原反應，
①Fe+4HNO₃═Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O；
②Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺；
③Fe+Cu²⁺═Cu+Fe²⁺；
從圖象中可知鐵為1mol時，無Fe²⁺生成，發生的反應是①消耗硝酸為4mol，生成Fe³⁺1mol，再加入1mol鐵發生反應②生成Fe²⁺物質的量為3mol，反應的Fe³⁺物質的量為2mol，其中原溶液中的Fe³⁺物質的量1mol，故加入1molFe時溶液中共有Fe³⁺物質的量為2mol，若在加入1molFe的基礎上再加入0.5molFe時生成的Fe²⁺物質的量為1.5mol，反應的Fe³⁺物質的量為1mol，此時溶液中Fe³⁺物質的量2mol-1mol=1mol；
在加入2molFe的基礎上再加入1mol鐵發生反應③，此時又生成Fe²⁺物質的量為1mol，說明原溶液中Cu²⁺物質的量為1mol；
故加入1.5mol鐵粉并充分反應后的溶液中Fe（NO₃）₃、Fe（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂分別為1mol、1.5mol、1mol，三者的濃度之比為1mol：1.5mol：1mol=2：3：2，
故選：C．

點評：本題考查鐵的化學性質，明確圖象中每段發生的化學反應是解答本題的關鍵，注意反應與圖象的對應關系來解答，題目難度不大．