Question

【题目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份，向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g(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. 混合酸液中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

Answer 1

【答案】D

【解析】

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NO与Fe3+，然后铁与Fe3+反应生产Fe2+，最后是铁和硫酸反应；

C.铁先与硝酸反应，后铁与Fe3+反应生产Fe2+，，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。

A.OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸的作用是氧化剂，所以n(NO3-)=2(Fe)=2×=0.4mol，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↑，B正确；

C.硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有硫酸电离产生SO42-，并且铁单质全部转化为Fe2+，所以溶液中最终溶质为FeSO4，C正确；

D.反应消耗22.4g铁，n(Fe)==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，因此硫酸的浓度c(H2SO4)==4mol/L，D错误；

故合理选项是D。