Question

16．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^-1和1.5mol•L^-1，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Fe³⁺物质的量为0.8 mol
• B． 反应后产生13.44 L H₂（标准状况）
• C． 由于氧化性Fe³⁺＞H⁺，故反应中先没有气体产生后产生气体
• D． 反应后溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物质的量之和为0.9 mol

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，氧化性大小为：HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先发生反应Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O、再发生反应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Fe³⁺物质的量为0.6mol，故A错误；
B．不会发生反应Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，则没有氢气生成，故B错误；
C．氧化性为HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先发生反应Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，有气体生成，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 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生的化学反应及反应的先后是解答本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．