Question

19．在某稀溶液中含4mol KNO₃和2.5mol H₂SO₄，向其中加入1.5mol Fe粉，充分反应（已知NO₃^-被还原为NO）．下列说法正确的是（　　）

• A． 所得溶液中C（Fe²⁺）：C（Fe³⁺）=1：1
• B． 所得溶液中C（NO₃^-）=2.75mol/L
• C． 反应后生成NO的体积为28 L
• D． 所得溶液中溶质只有FeSO₄和K₂SO₄

Answer 1

分析 n（H⁺）=2.5mol×2=5mol，n（NO₃^-）=4mol，发生3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O或Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，铁粉的物质的量为1.5mol，由离子方程式判断过量，然后设出未知数，结合反应列式计算即可．

解答 解：溶液中氢离子总物质的量为：n（H⁺）=2.5mol×2=5mol，n（NO₃^-）=4mol，铁粉的物质的量为1.5mol，
由   3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
     3   2     8
1.5mol  1mol 4mol，
则1.5molFe完全反应时，硝酸根离子与氢离子均过量，
则发生Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
若1.5molFe完全反应时，氢离子不足，则两个反应均发生，
Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O
 x     4x   x   x
3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
 y       $\frac{8}{3}$y  y     $\frac{2}{3}$y
则：x+y=1.5、4x+$\frac{8}{3}$y=5，
解得：x=0.75mol，y=0.75mol
生成NO的体积为（0.75mol+0.75mol×$\frac{2}{3}$）×22.4L/mol=28L，
A．反应后生成铁离子为0.75mol，亚铁离子为0.75mol，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=1：1，故A正确；
B．反应消耗硝酸根离子等于生成NO的量=0.75mol+0.75mol×$\frac{2}{3}$=1.25mol，缺少溶液体积，无法计算溶液中硝酸根离子浓度，故B错误；
C．根据分析可知，反应后生成标况下28LNO，不是标况下，NO气体不一定为28L，故C错误；
D．反应后中含有硫酸铁和硫酸亚铁，故D错误；
故选A．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，题目难度中等，把握反应中电子守恒为解答的关键，注意过量判断及发生的反应判断，侧重分析与计算能力的考查；B、C为易错点，注意C不是标况下、B缺少溶液体积，试题培养了学生的化学计算能力．