Question

某稀硫酸和硝酸的混合溶液200mL，分成两份．向其中一份逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g（已知硝酸只被还原为NO）．向另一份逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化曲线如图所示．
（1）第一份溶解铜粉的离子方程式

 

（2）第二份溶液中最终溶质为

 

；BC段产生的气体是

 

（填化学式），
（3）AB段的反应的化学方程式为

 

；
（4）原混合酸中HNO₃的物质的量为

 

mol，H₂SO₄的物质的量浓度应为

 

mol/L．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，A点时，溶液中NO₃^-完全反应，此时消耗11.2g Fe，根据方程式计算每一份中HNO₃的物质的量，进而原混合物中HNO₃的物质的量；C点时反应完毕，共消耗Fe为22.4g，此时溶液中溶质为FeSO₄，根据Fe原子守恒n（FeSO₄）=n（Fe），根据硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（FeSO₄），再根据c=

n

V

计算硫酸的物质的量浓度．

解答： 解：由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
（1）第一份溶解铜粉的离子方程式为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）由上述分析可知，第二份溶液中最终溶质为 FeSO₄，BC段产生的气体是氢气，故答案为：FeSO₄；H₂；
（3）由上述分析可知，OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是H₂，AB段的反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，反应方程式为：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄，
故答案为：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；
（4）A点时，溶液中NO₃^-完全反应，此时消耗11.2g Fe，其物质的量=

11.2g

56g/mol

=0.2mol，由Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知每一份溶液中n（HNO₃）=n（NO₃^-）=n（Fe）=0.2mol，故原混合溶液中n（HNO₃）=0.2mol×2=0.4mol；
C点时反应完毕，共消耗Fe为22.4g，其物质的量=

22.4g

56g/mol

=0.4mol，此时溶液中溶质为FeSO₄，根据Fe原子守恒n（FeSO₄）=n（Fe）=0.4mol，根据硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=0.4mol，故c=（H₂SO₄）=

0.4mol

0.1L

=4mol/L，
故答案为：0.4；4．

点评：本题以图象为载体，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