Question

12．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19.2g（己知硝酸只被还原为NO气体）．向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示．回答下列问题：
（1）原混合溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为多少？
（2）原混合溶液中硫酸的物质的量浓度为多少？

Answer 1

分析 （1）OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化剂作用，根据铁的物质的量结合离子方程式计算；
（2）消耗22.4g Fe时，此时溶液中溶质为FeSO₄，根据守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe），进而计算硫酸的浓度．

解答 解：（1）OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化剂作用，所以每份中n（NO₃^-）=n（Fe）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，故c（NO₃^-）=$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，
答：原混合溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为2mol/L；
（2）消耗22.4g Fe时，此时溶液中溶质为FeSO₄，根据守恒可知n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）=$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，故c（H₂SO₄）=$\frac{0.8mol}{0.1L}$=8mol/L，
答：原混合溶液中硫酸的物质的量浓度为8mol/L．

点评 本题以化学反应图象为载体，考查有关金属和酸反应的计算题，难度中等，关键根据图象分析各段发生的反应，注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用，注意利用守恒思想解答．