Question

【題目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩等份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2 g(己知硝酸只被還原為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. 第二份溶液中最終溶質為FeSO4

B. 原混合酸中NO3-物質的量為0.4mol

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

D. 取20 mL原混合酸加水稀釋至1 L后溶液c(H+) =0.1mol L-l

Answer 1

【答案】B

【解析】

由圖象可知，由于鐵過量，OA段發生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發生反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段發生反應為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，A．鐵先與硝酸反應，之后鐵與鐵離子反應生產亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應，鐵單質全部轉化為亞鐵離子，硝酸全部起氧化劑作用，沒有顯酸性的硝酸；B、OA段發生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化劑作用，根據鐵的物質的量結合離子方程式計算；C．鐵先與硝酸反應生成一氧化氮與鐵離子，之后鐵與鐵離子反應生產亞鐵離子，最后是鐵和硫酸反應；D．最終溶液為硫酸亞鐵，結合消耗鐵的總質量計算硫酸的物質的量，進而計算硫酸的濃度。

A．硝酸全部被還原，沒有顯酸性的硝酸，因為溶液中有硫酸根，并且鐵單質全部轉化為亞鐵離子，所以溶液中最終溶質為FeSO4，選項A正確；B．OA段發生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化劑作用，由于原溶液分成2等份進行實驗，故原混合液中n（NO3-）=2n（Fe）=2×=0.2mol，選項B錯誤；C．由圖象可知，由于鐵過量，OA段發生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發生反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段發生反應為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，選項C正確；D．第二份反應消耗22.4g鐵，物質的量為=0.25mol，所有的鐵都在硫酸亞鐵中，根據硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.25mol，所原混合酸中H2SO4物質的量濃度為=2.5mol/L，取20 mL原混合酸加水稀釋至1 L后溶液c(H+) =2.5mol/L ×2×0.1mol L-l，選項D正確。答案選項B。