Question

【題目】某化學興趣小組利用還原鐵粉處理含Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的廢水，所加還原鐵粉的質量與溶液中Fe2+的濃度變化關系如下圖(忽略溶液體積變化)。下列有關結論錯誤的是（ ）

A. 加入鐵粉質量小于56g時發生的反應為Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O

B. 當加入的鐵粉質量超過168g后，溶液中的溶質只含有Fe(NO3)2(忽略Fe2+的水解)

C. 原廢水中Fe(NO3)3的濃度為2mol/L，Cu(NO3)2的濃度均為1mol/L

D. 原廢水中三種物質的氧化性由強到弱的順序是HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2

Answer 1

【答案】C

【解析】剛開始加入56g（1mol）單質鐵，溶液中不生成Fe2+，所以發生的化學反應一定是鐵被硝酸氧化為Fe3+。其方程式為：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O。選項A正確。當加入的單質鐵完全過量的時候，溶液中的Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3應該都被反應為Fe(NO3)2，選項B正確。56g至112g（1mol）間加入1molFe，Fe2+的濃度增加3mol/L，而112g至168g（1mol）間加入1molFe，Fe2+的濃度增加1mol/L，所以說明前一個1molFe發生的是Fe + 2Fe3+ =3Fe2+，后一個1mol反應為Fe + Cu2+ =Fe2+ + Cu，將反應物均為1molFe帶入計算，得到Fe(NO3)3濃度為2mol/L，Cu(NO3)2的濃度為1mol/L，但是考慮到第一步中加入的1molFe和硝酸反應得到了1mol/L的Fe(NO3)3，所以原廢水中Fe(NO3)3濃度為1mol/L，選項C錯誤。因為廢水中三種物質和單質鐵反應的順序是HNO3、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2，反應中應該是氧化性強的物質先反應，所以氧化性為：HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2。選項D正確。