Question

13．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，最多能溶解m g．向另一份中逐渐加入铁粉，产生的气体量随铁粉质量增加的变化如图所示（已知硝酸只被还原为NO气体）下列分析或结果错误的是（　　）

• A． 第二份溶液中最终溶质为FeSO₄
• B． 原混合酸中NO₃^-物质的量为0.1mol
• C． m值为9.6
• D． H₂SO₄浓度为2.5mol/L

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↑．
A、铁先与硝酸反应，之后铁与铁离子反应生产亚铁离子，最后是铁和硫酸反应，铁单质全部转化为亚铁离子，没有显酸性的硝酸；
B、OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，根据反应的离子方程计算求硝酸根离子的物质的量浓度；
C、向其中一份中逐渐加入铜粉，发生3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+NO↑+4H₂O反应，由此分析求解；
D、根据铁和硫酸的反应中铁的质量来确定所需硫酸的量，进而确定硫酸的浓度

解答 解：A、硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有硫酸根，并且铁单质全部转化为亚铁离子，所以溶液中最终溶质为FeSO₄，故A正确；
B、OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，消耗铁为5.6g，物质的量为0.1mol，所以原混合酸中NO₃^-物质的量为0.1×2mol，故B错误；
C、向其中一份中逐渐加入铜粉，发生3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+NO↑+4H₂O反应，
由 3Cu～2NO₃^-
  3×64g   2mol
  m（Cu）   0.1mol，解之得m（Cu）=9.6g，故C正确；
D、反应消耗14g铁，也就是0.25mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，所以每份含硫酸0.25mol，浓度是2.5mol/l，故D正确．
故选B．

点评 本题是一道有关金属和酸反应的计算题，结合了图象来考查，增加了难度．