Question

20．在1L溶液中含有Fe（NO₃）₃和H₂SO₄两种溶质，其浓度分别为0.2mol/L和1.5mol/L，现向该溶液中加入39.2g铁粉使其充分反应．下列有关说法正确的是（　　）

• A． 反应后溶液中H⁺剩余 1.8mol
• B． 由于氧化性Fe³⁺＞H⁺，故反应中先没有气体产生后产生气体
• C． 反应后产生13.44L H₂（标准状况）
• D． 反应后溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物质的量之和为0.9mol

Answer 1

分析 Fe（NO₃）₃和H₂SO₄的物质的量分别为0.2mol、1.5mol，n（Fe）=$\frac{39.2g}{56g/mol}$=0.7mol，氧化性为HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先发生Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O、再发生Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，若还有Fe剩余，则最后发生Fe与氢离子的反应，以此来解答．

解答 解：Fe（NO₃）₃和H₂SO₄的物质的量分别为0.2mol、1.5mol，n（Fe）=$\frac{39.2g}{56g/mol}$=0.7mol，氧化性为HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，则
   Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O
   1   4   1    1
  0.6  2.4 0.6  0.6
    Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
    1     2    3
   0.1   0.2  0.3
Fe完全反应，没有剩余，溶液中存在0.6molFe³⁺、0.3molFe²⁺、
A．反应后溶液中H⁺剩余1.5mol×2-2.4mol=0.6mol，故A错误；
B．氧化性为HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先发生Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，有气体生成，故B错误；
C．不发生Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，没有氢气生成，故C错误；
D．反应后溶液中存在0.6molFe³⁺、0.3molFe²⁺，反应后溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物质的量之和为0.9mol，故D正确；
故选D．

点评 本题考查铁的化学性质及化学反应的计算，明确发生的化学反应及反应的先后是解答本题的关键，注意过量计算来解答，题目难度不大．