Question

5．向100mL稀H₂SO₄与稀HNO₃的混合溶液中逐渐加入铁粉，加入铁粉的质量与产生气体的体积（标准状况）之间的关系如图所示，且每一阶段只对应一个反应．则下列说法正确的是（　　）

• A． 产生的气体中H₂的物质的量为0.05mol
• B． AB段发生反应的离子方程式为：Fe³⁺+Fe=2Fe²⁺
• C． 所用混合溶液中c（H₂SO₄）=1.0 mol•L^-1
• D． 反应后溶液中Fe²⁺的物质的量为0.025 mol

Answer 1

分析 因氧化性：NO₃^-＞Fe³⁺＞H⁺，OA段发生：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，B以后发生：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，以此解答该题．

解答 解：已知氧化性：NO₃^-＞Fe³⁺＞H⁺，OA段发生：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，B以后发生：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
A．开始时产生的气体为NO，B中产生氢气，混合气体总体积为1.68L，n（H₂）=$\frac{1.68L-1.12L}{22.4L/mol}$=0.025mol，故A错误；
B．AB段离子反应为Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，故B错误；
C．n（NO）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，则所用混合溶液中c（HNO₃）=$\frac{0.05mol}{0.1L}$=0.5mol/L，由OA段反应可知消耗氢离子为0.05mol×4=0.2mol，生成氢气消耗的氢离子为0.025mol×2=0.05mol，则n（H₂SO₄）=$\frac{0.2mol+0.05mol-0.05mol}{2}$=0.1mol，则c（H₂SO₄）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1.0 mol•L^-1，故C正确；
D．最终生成Fe²⁺，根据氧化还原反应中得失电子数目相等可知3×n（NO）+2×n（H₂）=2n（Fe），即3×0.05mol+2×0.025mol=2n（Fe），n（Fe）=0.1mol，反应后溶液中Fe²⁺的物质的量为0.1mol，故D错误；
故选C．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的反应、物质的量的关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意反应的先后顺序，题目难度不大．