题目内容

18.向 100mL 某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉,产生气体的量(相同状况)随铁粉 质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为 NO 气体).下列分析或结果错误的是(  )
A.OA 段产生的是 NO,BC 段产生氢气,溶液中最终溶质为 FeSO4
B.AB 段的反应为 Fe+2Fe3+═3Fe2+
C.原混合酸中NO3-物质的量为 0.3mol
D.H2SO4 浓度为 2.5 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↑,硝酸全部起氧化剂作用,最终为硫酸亚铁溶液,OA段消耗Fe为5.6g,根据OA段离子方程式计算原混合酸中NO3-物质的量,最终消耗Fe为14g,则n( FeSO4)=n(Fe),由硫酸根守恒n(H2SO4)=n( FeSO4),再根据c=$\frac{n}{V}$计算c(H2SO4).

解答 解: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+2H+=Fe2++H2↑,硝酸全部起氧化剂作用,最终为FeSO4溶液,故A正确;
B.AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,故B正确;
C.OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部起氧化剂作用,OA段消耗Fe为5.6g,所以n(NO3-)=n(Fe)=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol,故C错误;
D.反应消耗14g铁,物质的量为$\frac{14g}{56g/mol}$=0.25mol,则n( FeSO4)=n(Fe)=0.25mol,由硫酸根守恒n(H2SO4)=n( FeSO4)=0.25mol,则c(H2SO4)=$\frac{0.25mol}{0.1L}$=2.5mol/L,故D正确,
故选:C.

点评 本题以图象为载体,考查有关金属和酸反应的计算题,难度中等,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,

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