题目内容
【题目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两等份。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下图所示。下列分析或结果错误的是
A. OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段产生氢气
B. 原混合酸中SO42－物质的量为0.6 mol
C. 第二份溶液中最终溶质为FeSO4
D. 取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液的c(H+)=0.2mol/L
【答案】B
【解析】
该混合溶液与铜粉反应的离子方程式为①3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，已知m(Cu)=19.2g，即n(Cu)=0.3mol，可求得参加反应的n(NO3－)=0.2mol，n(H+)=0.8mol；铁粉与混合溶液反应时，铁被氧化为Fe3＋，而HNO3被还原为NO，即OA段的反应②为Fe＋4H＋＋NO3－=Fe3＋＋NO↑＋2H2O；随着铁粉的增加，AB段的反应③为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，此时没有气体生成；当再增加铁粉时，又产生气体，即BC段的反应④为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，说明溶液中剩余的有H+；已知OA段消耗n( Fe) =0.2mol，由反应②可得参加反应的n(NO3－)=0.2mol，n(H+)=0.8mol，BC段消耗n( Fe) =0.1mol，则反应④消耗的n(H+)=0.2mol，综合分析可知，每一份混合溶液中n(HNO3)= 0.2mol，n(H2SO4)= 0.4mol。
A、混合溶液开始与铁粉反应时，稀硝酸把铁氧化为Fe3＋，而自身被还原为NO，即OA段，由于Fe3＋也有较强的氧化性，被增加的铁粉还原为Fe2+，即AB段，由于溶液中剩余有H+，与加入的铁粉反应生成H2，即BC段，所以A正确；
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错误；
C、根据反应②③④可得，第二份溶液中的最终溶质只有FeSO4，所以C正确；
D、每一份混合溶液(100mL)中含有n(HNO3)= 0.2mol，n(H2SO4)= 0.4mol，则c(H+)=10 mol/L，取20mL加水稀释至1L时，根据溶质的物质的量不变，可得0.02L×10mol/L=1L×c(H+)，c(H+)=0.2mol/L，所以D正确。本题答案为B。
