Question

【題目】現有某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，將其平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6 g銅粉；向另一份中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量的變化關系如圖所示(假設硝酸的還原產物為NO氣體)。下列分析或結果正確的是

A. 原混合溶液中NO3-的物質的量為0.2 mol

B. OA段產生的是氫氣

C. BC段產生NO

D. 原混合溶液中H2SO4的濃度為1.25mol/L

Answer 1

【答案】A

【解析】

鐵粉既能和稀硝酸反應也能和稀硫酸反應，硝酸的氧化性比硫酸強，所以硝酸先發生反應。由圖象可知在鐵過量時， OA段發生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發生反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段發生反應為：Fe+2H+=Fe2++H2↑。據此解答。

A．OA段發生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化劑作用，每一份溶液中n(NO3-)=n(Fe)，所以原混合酸中n(HNO3)=2n(Fe)=2×，A正確；

B．OA段發生反應為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，可見OA產生的氣體是NO，不是氫氣，B錯誤；

C.在BC段發生反應為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，可見BC段產生的氣體是H2，C錯誤；

D．根據圖像可知：當加入Fe粉14g時，氣體飛物質的量不再增加，此時溶液中溶質為FeSO4，此時反應消耗鐵的物質的量n(Fe)==0.25mol，根據元素原子守恒可知n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=0.25mol，故硫酸的濃度是c(H2SO4)==2.5mol/L，由于溶液有均一性，溶液的濃度與體積無關，所以原混合溶液中H2SO4的濃度為2.5mol/L，D錯誤；

故合理選項是D。