题目

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液 200mL ，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能 溶解 l9.2g( 已知硝酸只被还原为 NO 气体，下同 ) 。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。下列说法正确的是 ( ) A ． c 点时，溶液中的溶质为 Fe 2 (SO 4 ) 3 B ． ab 段发生反应的离子方程式为： Fe+Fe 3+ =2Fe 2+ C ． 原混和酸中稀硝酸的物质的量浓度为 0.4 mol/L D ． 原混和酸中稀硫酸的物质的量浓度为 4 mol/L 答案： D 【分析】 由图象可知，由于铁过量， oa 段发生反应为： Fe+NO 3 - +4H + =Fe 3+ +NO↑+2H 2 O ， ab 段发生反应为： Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ， bc 段发生反应为： Fe+2H + =Fe 2+ +H 2 ↑ ．由此分析解答。 【详解】 由图象可知，由于铁过量， oa 段发生反应为： Fe+NO 3 - +4H + =Fe 3+ +NO↑+2H 2 O ， ab 段发生反应为： Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ， bc 段发生反应为： Fe+2H + =Fe 2+ +H 2 ↑ 。 A. 根据上面分析可知： c 点是溶质为硫酸亚铁，不是硫酸铁， A 错误； B.ab 段发生反应为： Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ， B 错误； C.oa 段发生反应为： Fe+NO 3 - +4H + =Fe 3+ +NO↑+2H 2 O ，硝酸全部起氧化剂作用，则原混合液中 n(NO 3 - )=n(Fe)= =0. 2 mol ，混合酸中 HNO 3 物质的量浓度 c(HNO 3 )= =2mol/L ， C 错误； D. 反应共消耗 22.4g 铁，其物质的量 n(Fe)=22.4g÷56g/mol= 0.4mol ，根据 Fe 元素守恒可知 n( FeSO 4 )=0.4mol ，再根据 S 元素守恒，每份含硫酸的物质的量是 0.4mol ，所以 c(H 2 SO 4 )=0.4mol÷0.1L= 4mol/L ，故 D 正确。 故合理选项是 D 。 【点睛】 本题以图象为载体，考查有关金属和酸反应的计算题，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，不能根据混酸与铜粉的反应计算硝酸的物质的量浓度。

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