题目内容
【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19.2 g(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图所示。下列分析或结果错误的是
A. 图中,AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,溶液中溶质最终为FeSO4
B. 原溶液中H2SO4浓度为2.5 mol·L-1
C. 原混合溶液中NO3-的物质的量为0.2 mol
D. 图中,OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是氢气
【答案】B
【解析】
A、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+2 H+=Fe2++H2↑,硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为溶液中有硫酸根离子,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,A正确;
B、消耗22.4gFe时,此时溶液中溶质为FeSO4,根据铁元素质量守恒可知:n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=22.4g÷56g/mol=0.4mol,则原混合物中H2SO4物质的量为:0.4mol×2=0.8mol,其物质的量浓度为:c(H2SO4)=0.8mol÷0.2L=4mol/L,B错误;
C、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-)=n(Fe)==0.2mol,C正确;
D、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+2 H+=Fe2++H2↑,则OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是氢气,D正确;
答案选B。