Question

5．向50mL稀H₂SO₄与稀HNO₃的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设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，且每一段只对应一个反应．下列说法正确的是（　　）

• A． 开始时产生的气体为H₂
• B． AB段发生的反应为置换反应
• C． 所用混合溶液中c（HNO₃）=0.5 mol•L^-1
• D． 参加反应铁粉的总质量m₂=5.6 g

Answer 1

分析 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↑，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，故A错误；
B．AB段发生：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，为化合反应，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）=$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L，故C错误；
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×$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=2n（Fe），n（Fe）=0.1mol，质量为5.6g，故D正确．
故选D．

点评 本题考查混合物的计算，题目侧重于离子反应的判断和计算，注意结合离子的氧化性强弱判断反应的先后顺序，为解答该题的关键．