题目内容

3.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成两份,向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2g(已知硝酸只能被还原为NO气体).向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示.下列分析或结果错误的是(  )
A.原混合液中NO3-的物质的量为0.4 mol
B.OA段产生是NO,AB段反应为2Fe3++Fe=3Fe2+,BC段产生氢气
C.溶液中最终溶质为FeSO4
D.c(H2SO4)为5 mol•L-1

分析 由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑.
A.OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部起氧化剂作用,根据铁的物质的量结合离子方程式计算;
B.铁先与硝酸反应生成一氧化氮与铁离子,之后铁与铁离子反应生产亚铁离子,最后是铁和硫酸反应;
C.铁先与硝酸反应,之后铁与铁离子反应生产亚铁离子,最后是铁和硫酸反应,铁单质全部转化为亚铁离子,硝酸全部起氧化剂作用,没有显酸性的硝酸;
D.根据铁和硫酸的反应中铁的质量来确定所需硫酸的量,进而确定硫酸的浓度.

解答 解:A.OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部起氧化剂作用,所以n(NO3-)=2n(Fe)=2×$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.4mol,故A正确;
B.由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,故B正确;
C.硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为溶液中有硫酸根,并且铁单质全部转化为亚铁离子,所以溶液中最终溶质为FeSO4,故C正确;
D.反应消耗22.4g铁,也就是$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol,所有的铁都在硫酸亚铁中,根据硫酸根守恒,所以每份含硫酸0.4mol,所以硫酸的浓度为:$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/l,故D错误;
故选D.

点评 本题以图象为载体,考查有关金属和酸反应的计算题,题目难度较大,关键根据图象分析各段发生的反应,注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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(2)氧化性最弱的简单阳离子的结构示意图是
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  Si(粗)$→_{460℃}^{Cl_{2}}$SiCl4$\stackrel{蒸馏}{→}$SiCl4(纯)$→_{1100℃}^{H_{2}}$Si(纯)
在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式2H2(g)+SiCl4(g)$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ•mol-1
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则反应NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的平衡常数为K3=$\sqrt{\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}}$(用K1、K2来表达)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是bc.
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b.混合气体颜色保持不变
c.SO2和NO的体积比保持不变    
d.每消耗1 mol SO3的同时生成1molNO2
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(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1:1.写出该反应的化学方程式4KClO3$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO4

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