Question

向0.2L某浓度的HNO₃溶液中投入2.8g铁粉，结果铁粉全部溶解，同时得到1.12L（标准状况）气体，并测得反应后溶液的pH=1．若反应前后溶液体积变化忽略不计，则下列有关判断中不正确的是（　　）

• A、反应后的溶液中不存在Fe²⁺
• B、反应后转移的电子数为0.10N_A
• C、1.12L气体全部是NO
• D、反应后溶液中c（NO₃^-）=0.85mol?L^-1

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：A．测得反应后溶液的pH为l，则硝酸剩余，Fe失去电子变为Fe³⁺；
B．根据n=

m

M

计算Fe的物质的量，结合Fe元素化合价变化计算转移电子；
C．由电子守恒计算N元素在还原产物中的化合价，确定气体为NO或二氧化氮或二者混合物；
D．由题目信息可知，反应后溶液为硝酸铁、硝酸的混合溶液，故溶液中存在3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-）．

解答： 解：A．测得反应后溶液的pH为l，则硝酸剩余，硝酸可以氧化性Fe²⁺，故Fe失去电子变为Fe³⁺，反应后的溶液中不存在Fe²⁺，故A正确；
B．n（Fe）=

2.8g

56g/mol

=0.05mol，反应中Fe失去电子变为Fe³⁺，故转移电子数目=0.05mol×3×N_Amol^-1=0.15N_A，故B错误；
C．n（Fe）=

2.8g

56g/mol

=0.05mol，n（气体）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，令N元素在还原产物中化合价为a，则由电子守恒可知，0.05×3=0.05×（5-a），解得a=2，故生成气体为NO，故C正确；
D．反应后溶液为硝酸铁、硝酸的混合溶液，故溶液中有3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-），根据铁元素守恒由n（Fe）=n（Fe³⁺）=0.05mol，所以c（Fe³⁺）=

0.05mol

0.2L

=0.25mol/L，反应后溶液pH为1，所以c（H⁺）=0.1mol/L，所以c（NO₃^-）=0.25mol/L×3+0.1mol/L=0.85mol/L，故D正确；
故选B．

点评：本题考查氧化还原反应的计算，注意利用电子守恒来分析生成的气体，注意D选项中利用电荷守恒解答，题目难度中等．