Question

6．向含有1mol HNO₃和1mol H₂SO₄的混合溶液中逐渐加人铁粉至过量溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示（已知稀硝酸的还原产物只有NO）．下列有关判断不正确的是（　　）

• A． a表示Fe³⁺的关系曲线，b表示Fe³⁺的关系曲线
• B． P点时，n（Fe³⁺）=0.50 mol
• C． n₁=0.75
• D． n₁：n₃=2：3

Answer 1

分析 向含有1molHNO₃和1molH₂SO₄的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，先是发生反应：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑（气体）+2H₂O，铁过量后是2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，n₂点时候Fe³⁺和Fe²⁺的物质的量相同，据此计算有关的量的多少．

解答 解：A、向含有1molHNO₃和1molH₂SO₄的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，先发生反应：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑（气体）+2H₂O，铁过量后先发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，故a是表示Fe³⁺的关系曲线，是b表示Fe²⁺的关系曲线，故A正确；
B、当铁过量，会有：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，设Fe³⁺被还原Xmol，
    2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
     2        3
     X      1.5X
n₂点时候Fe³⁺和Fe²⁺的物质的量相同，即0.75-X=1.5X，X=0.3，此时Fe³⁺的为0.45mol，故B错误；
C、向含有1molHNO₃和1molH₂SO₄的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，先是和H⁺以及NO₃^-反应，NO₃^-能将Fe氧化为Fe³⁺，自身还原为NO，方程式：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑（气体）+2H₂O，1molHNO₃和1molH₂SO₄共有3moLH⁺，1mol的NO₃^-完全氧化需要4molH⁺，控制因素是H+离子，产生Fe³⁺离子为$\frac{3}{4}$mol，即n₁=0.75mol，故C正确；
D、由于n₁点时，溶液中Fe³⁺的为0.75mol，设n₁到n₃点消耗的铁粉为xmol，则根据n₁到n₃点发生的反应为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
                                                                                          2       1
                                                                                       0.75mol    xmol
可有：$\frac{2}{0.75mol}=\frac{1}{xmol}$，解得x=0.375mol，故n₃=0.375mol+0.75mol=1.125mol，则n₁：n₃=2：3，故D正确．
故选B．

点评 本题涉及含铁物质间的转化知识，注意图象的分析和应用是关键，难度大，综合性强．