题目内容

H2SO4和HNO3的浓度分别为4mol/L和2mol/L的混合液,取10mL加入过量的铁粉,若HNO3的还原产物为NO,则生成气体在标况下的总体积为(  )
A、0.224L
B、0.672L
C、0.112L
D、0.336L
考点:有关混合物反应的计算
专题:
分析:硫酸、硝酸的混合溶液与过量的Fe反应,硝酸完全被还原生成NO,根据n=cV计算H2SO4、HNO3物质的量,根据N元素守恒可知n(NO)=n(HNO3),一定发生反应:3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O,可能发生反应Fe+2H+=Fe2++H2↑,但最终得到的溶质为FeSO4.根据硫酸根守恒可知n(FeSO4)=n(H2SO4),根据Fe元素守恒计算参加反应Fe的物质的量,再根据电子转移守恒计算氢气物质的量,根据V=nVm计算生成气体总体积.
解答: 解:硫酸、硝酸的混合溶液与过量的Fe反应,硝酸完全被还原生成NO,
根据N元素守恒可知n(NO)=n(HNO3)=0.01L×2mol/L=0.02mol,故生成NO的体积=0.02mol×22.4L/mol=0.448L;
一定发生反应:3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O,可能发生反应Fe+2H+=Fe2++H2↑,但最终得到的溶质为FeSO4,根据硫酸根守恒可知n(FeSO4)=n(H2SO4)=0.01L×4mol/L=0.04mol,根据Fe元素守恒,参加反应Fe的物质的量=n(FeSO4)=0.04mol,令生成氢气为x mol,根据电子转移守恒:2x+0.02×(5-2)=0.04×2,解得x=0.01,故生成氢气的体积=0.01mol×22.4L/mol=0.224L,
故生成气体总体积为0.448L+0.224L=0.672L,
故选B.
点评:本题考查混合物计算,判断发生的反应是解题关键,侧重对解题方法技巧与思维能力的考查,注意利用守恒思想进行解答,难度中等.
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