Question

6．在1L浓度为0.2mol•L^-1Fe（NO₃）₃和1.5mol•L^-1H₂SO₄组成的混合溶液中加入39.2g铁粉使其充分反应．下列有关说法正确的是（　　）

• A． 由于氧化性Fe³⁺＞H⁺，故反应先不产生气体后产生气体
• B． 反应后产生13.44LH₂（标准状况）
• C． 反应后溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物质的量之和为0.9mol
• D． 反应后溶液中Fe³⁺物质的量为0.8mol

Answer 1

分析 溶液中n（Fe³⁺）=0.2mol，n（NO₃^-）=0.6mol，n（H⁺）=3mol，n（Fe）=$\frac{39.2g}{56g/mol}$=0.7mol，由于氧化性为氧化性为HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先发生：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，0.6molNO₃^-完全反应消耗0.6molFe，消耗2.4molH⁺，生成0.6molFe³⁺、0.6molNO，反应后剩余0.1molFe、0.6molH⁺，此时溶液中共有0.8molFe³⁺，再发生：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，0.1molFe反应消耗0.2molFe³⁺，生成0.3molFe²⁺，剩余0.6molFe³⁺，没有Fe剩余，不发生反应：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．

解答 解：溶液中n（Fe³⁺）=0.2mol，n（NO₃^-）=0.6mol，n（H⁺）=3mol，n（Fe）=$\frac{39.2g}{56g/mol}$=0.7mol，由于氧化性为氧化性为HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先发生：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，0.6molNO₃^-完全反应消耗0.6molFe，消耗2.4molH⁺，生成0.6molFe³⁺、0.6molNO，反应后剩余0.1molFe、0.6molH⁺，此时溶液中共有0.8molFe³⁺，再发生：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，0.1molFe反应消耗0.2molFe³⁺，生成0.3molFe²⁺，剩余0.6molFe³⁺，没有Fe剩余，不发生反应：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．
A．由于氧化性为氧化性为HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先发生：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，开始有气体生成，故A错误；
B．由上述分析可知，不发生反应：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．没有氢气生成，标况下生成的NO为0.6mol×22.4L/mol=13.44L，故B错误；
C．反应后溶液中存在0.6molFe³⁺、0.3molFe²⁺，反应后溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物质的量之和为0.9mol，故C正确；
D．反应后溶液中Fe³⁺物质的量为0.6mol，故D错误，
故选：C．

点评 本题考查混合物计算，关键是明确发生反应的先后顺序，再结合过量计算解答，难度中等．