Question

【题目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g。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(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是（ ）

A. 原混合酸中NO3-物质的量为0.1 mol

B. OA段产生的气体是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段产生H2

C. 第二份溶液中最终溶质为FeSO4

D. H2SO4浓度为2.5 molL－1

Answer 1

【答案】A

【解析】

第一份混合酸中加入铜粉发生反应3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，9.6gCu的物质的量==0.15mol，根据计量数可得同时消耗0.4mol H+和0.1mol NO3-；

第二份混合酸中有关粒子的氧化性强弱顺序为：HNO3>Fe3+>H+，因此铁粉加到第二份混合酸中将依次发生三个反应：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe+2H+=Fe2++H2↑，分别对应图像上OA段，AB段，BC段。由此分析。

A.根据有关粒子的氧化性强弱顺序：HNO3>Fe3+>H+，铁粉加到100mL混合酸中将依次发生三个反应：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe+2H+=Fe2++H2↑，即对应图像上OA段，AB段，BC段的反应。OA段消耗铁粉的物质的量==0.1mol，根据反应计量关系可知同时消耗0.4molH+，0.1molNO3-，由于BC段有H2放出，说明OA段溶液中H+过量，因此0.1mol NO3-耗尽后没有剩余，所以原200mL混合酸中含有的NO3-的物质的量=0.1mol×2=0.2mol，A项错误；

B. 根据有关粒子的氧化性强弱顺序：HNO3>Fe3+>H+，铁粉加到混合酸中将依次发生三个反应：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe+2H+=Fe2++H2↑，即对应图像上OA段，AB段，BC段的反应，所以OA段产生的气体是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段产生氢气，B项正确；

C.根据上面的分析可知图像OA段、AB段、BC段对应的反应分别是：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，分析这三个离子反应可知混合酸和铁粉的转化：铁元素最终转化为Fe2+，氢元素最终转化为H2O或H2，NO3-最终转化为NO，SO42-没有参与反应，所以第二份溶液中最终溶质为FeSO4，C项正确；

D.根据上面的分析可知图像OA段、AB段、BC段对应的反应分别是：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，OA段消耗铁粉的物质的量==0.1mol，根据反应计量数可得OA段消耗0.4molH+，0.1molNO3-；BC段消耗铁粉物质的量==0.1mol，根据反应计量数可得BC段消耗H+0.2mol，由此可知每份混合酸中含0.4mol+0.2mol =0.6mol H+，因含0.1molHNO3，则含H2SO4物质的量==0.25mol，硫酸的浓度==2.5mol/L，D项正确；答案选A。