Question

10．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份．向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶19.2g（已知硝酸只被还原为NO气体）．向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示．下列分析或结果不正确的是（　　）

• A． 图中，AB段的反应为Fe+2Fe ³⁺=3Fe ²⁺，溶液中溶质最终为FeSO ₄
• B． 原溶液中H₂SO₄浓度为2.5mol•L ^-1
• C． 原混合溶液中NO₃^-的物质的量为0.4mol
• D． 图中，OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是氢气

Answer 1

分析 由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，整个过程消耗22.4gFe，最终溶质为FeSO ₄，根据Fe原子守恒计算n（FeSO ₄），再根据硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO ₄），进而计算硫酸的浓度．OA阶段NO₃^-完全反应，消耗Fe为11.2g，根据离子方程式计算每一份溶液中n（NO₃^-），可得原混合溶液中NO₃^-的物质的量．

解答 解：A．由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，故A正确；
B．整个过程消耗22.4gFe，最终溶质为FeSO ₄，根据Fe原子守恒n（FeSO ₄）=n（Fe）=$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，根据硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO ₄）=0.4mol，每份溶液体积为100mL，所以硫酸的浓度是$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，故B错误；
C．OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化剂作用，所以每一份混合溶液中n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，故原混合溶液中NO₃^-为0.2mol×2=0.4mol，故C正确；
D．OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是氢气，故D正确．
故选：B．

点评 本题以图象为载体，考查有关金属和酸反应的计算题，关键根据图象分析各段发生的反应，注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用，