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,最多能溶解铜19.2g(已知硝酸只被还原为NO气体);向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁质量增加的变化如图所示.下列分析或结果错误的是A.溶液中最终溶质为FeSO4B.OA段产生是NO,AB段反应为2Fe3++Fe═3Fe2+,BC段产生氢气C.混合液中N03-的物质的量为0.4molD.c(H2S04)为5mol?L-1
网友回答
D
解析分析:A、由图可知,铁先与硝酸反应,之后铁与铁离子反应生产亚铁离子,最后是铁和硫酸反应,铁单质全部转化为亚铁离子,没有显酸性的硝酸;
B、由图可知,铁先与硝酸反应,生成三价铁离子和一氧化氮,之后铁与铁离子反应生产亚铁离子,最后是铁和硫酸反应;
C、由图可知,OA段铁与硝酸反应生成三价铁离子和NO,消耗铁11.2g,物质的量为0.2mol,硝酸全部反应,氮元素全部在NO中,所以硝酸根的物质的量等于NO的物质的量,根据电子转移守恒计算NO的物质的量;
D、根据铁和硫酸的反应中铁的质量来确定所需硫酸的量,进而确定硫酸的浓度.
解答:A、硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为溶液中有硫酸根,并且铁单质全部转化为亚铁离子,所以溶液中最终溶质为FeSO4,故A正确;
B、铁先与硝酸反应,生成三价铁离子和一氧化氮,之后铁与铁离子反应生产亚铁离子,最后是铁和硫酸反应生成氢气,故B正确;
C、由图可知,OA段铁与硝酸反应生成三价铁离子和NO,消耗铁11.2g,物质的量为0.2mol,硝酸全部反应,氮元素全部在NO中,所以硝酸根的物质的量等于NO的物质的量,令生成NO的物质的量为xmol,电子转移守恒有,0.2mol×3=xmol×(5-3),解得x=0.2,所以原混合液中N03-的物质的量为0.4mol,故C正确;
D、反应消耗22.4g铁,也就是0.4mol时,溶液为硫酸亚铁溶液,根据硫酸根守恒可知,每份含硫酸0.4mol,硫酸浓度是=4mol/l,故D错误.
故选D.
点评:本题是一道结合图象来考查有关金属和酸反应的计算,难度较大,关键根据图象分析清楚各段发生的反应.