Question

20．向59.2g Fe₂O₃和FeO的混合物中加入某浓度的稀硝酸1.0L，固体物质完全反应，生成NO和Fe（NO₃）₃．在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液2.8L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为85.6g．下列有关说法错误的是（　　）

• A． Fe₂O₃与FeO的物质的量之比为1：6
• B． 硝酸的物质的量浓度为3.0 mol/L
• C． 产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L
• D． Fe₂O₃，FeO与硝酸反应后剩余HNO₃为0.2 mol

Answer 1

分析 在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×2.8L=2.8mol，沉淀为Fe（OH）₃，质量为85.6g，物质的量为$\frac{85.6g}{107g/mol}$=0.8mol，根据铁元素守恒有n（FeO）+2n（Fe₂O₃）=n[Fe（OH）₃]，所以反应后的溶液中n[[Fe（NO₃）₃]=n[Fe（OH）₃]=0.8mol，
设Fe₂O₃和FeO的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及Fe元素物质的量列方程计算出Fe₂O₃和FeO的物质的量，
A．根据分析计算出n（Fe₂O₃）：n（FeO）；
B．根据N元素守恒可知原硝酸溶液n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根据Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根据c=$\frac{n}{V}$计算；
C．利用电子转移守恒计算n（NO），再根据V=nVm计算NO的体积；
D．根据N元素守恒，可知n_剩余（HNO₃）+3n[[Fe（NO₃）₃]=n（NaNO₃），根据Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH）．

解答 解：在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×2.8L=2.8mol，沉淀为Fe（OH）₃，质量为85.6g，物质的量为$\frac{85.6g}{107g/mol}$=0.8mol，根据铁元素守恒有n（FeO）+2n（Fe₂O₃）=n[Fe（OH）₃]，所以反应后的溶液中n[[Fe（NO₃）₃]=n[Fe（OH）₃]=0.8mol，
设Fe₂O₃和FeO的物质的量分别为xmol、ymol，
根据二者质量有 160x+72y=59.2，根据铁元素守恒有：2x+y=0.8，联立方程解得x=0.1、y=0.6，
A．由上述分析可知，n（Fe₂O₃）：n（FeO）=0.1mol：0.6mol=1：6，故A正确；
B．根据电子守恒，生成NO的物质的量为：$\frac{0.6mol×1}{5-2}$=0.2mol，根据N元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+2.8mol=3mol，所以原硝酸溶液的浓度为：$\frac{3mol}{1L}$=3mol/L，故B正确；
C．根据B可知n（NO）=0.2mol，所以标准状况下NO的体积为：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正确；
D．反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n（HNO₃）+2n[[Fe（NO₃）₃]=n（NaNO₃），所以n（HNO₃）=n（NaNO₃）-3n[[Fe（NO₃）₃]=2.8mol-3×0.8mol=0.4mol，故D错误；
故选D．

点评 本题考查混合物反应的计算、氧化还原反应的计算，题目难度中等，明确反应原理为解答关键，注意掌握质量守恒、电荷守恒在化学计算中的应用方法．