Question

16．2.8g Fe全部溶于一定浓度、200mL的HNO₃溶液中，得到标准状况下的气体1.12L，测得反应后溶液的pH为1．若反应前后溶液体积变化忽略不计，则下列有关判断正确的是（　　）

• A． 反应后的溶液最多还能溶解1.4 g Fe
• B． 反应后溶液中c（NO₃^-）=0.85 mol/L
• C． 反应后溶液中铁元素可能以Fe²⁺形式存在
• D． 1.12 L气体可能是NO、NO₂的混合气体

Answer 1

分析 Fe和硝酸反应生成硝酸盐和氮氧化B物，氮氧化物在标况下体积是1.12L，则n（NO_x）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，反应后溶液pH=1说明溶液呈酸性，硝酸有剩余，则Fe完全反应生成Fe（NO₃）₃，
A．反应后溶液还能溶解Fe，当Fe完全转化为Fe（NO₃）₂，消耗的Fe质量最多；
B．根据N原子守恒知，反应后溶液中c（NO₃^-）=n（HNO₃）+3n[Fe（NO₃）₃]；
C．反应后硝酸有剩余，则Fe完全反应生成Fe（NO₃）₃；
D．根据转移电子守恒判断气体分．

解答 解：Fe和硝酸反应生成硝酸盐和氮氧化物，氮氧化物在标况下体积是1.12L，则n（NO_x）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，反应后溶液pH=1说明溶液呈酸性，硝酸有剩余，则Fe完全反应生成Fe（NO₃）₃，
A．反应后溶液还能溶解Fe，当Fe完全转化为Fe（NO₃）₂，消耗的Fe质量最多，反应后剩余n（HNO₃）=0.1mol/L×0.2L=0.02mol，根据3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O知，硝酸溶解的n（Fe）=$\frac{0.02mol}{8}×3$=0.0075mol，
根据转移电子相等知，硝酸铁溶解的n（Fe）=$\frac{\frac{2.8g}{56g/mol}×（3-2）}{2-0}$=0.025mol，则最多还能溶解m（Fe）=（0.0075+0.025）mol×56g/mol=1.82g，故A错误；
B．根据N原子守恒知，反应后溶液中n（NO₃^-）=n（HNO₃）+3n[Fe（NO₃）₃]=0.02mol+3×$\frac{2.8g}{56g/mol}$=0.17mol，则c（NO₃^-）=$\frac{0.17mol}{0.2L}$=0.85mol/L，故B正确；
C．反应后硝酸有剩余，则Fe完全反应生成Fe（NO₃）₃，没有硝酸亚铁生成，故C错误；
D.2.8gFe完全转化为Fe（NO₃）₃时转移电子物质的量=$\frac{2.8g}{56g/mol}$×3=0.15mol，假设气体完全是NO，转移电子物质的量=0.05mol×（5-2）=0.15mol，假设气体完全是NO₂，转移电子物质的量=0.05mol×（5-4）=0.05mol＜0.15mol，根据转移电子相等知，气体成分是NO，故D错误；
故选B．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，正确判断2.8gFe完全反应生成物成分是解本题关键，注意转移电子守恒、原子守恒的灵活运用，题目难度中等．