Question

向含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、NO

- 3

的某稀溶液中逐漸加入Fe粉，Fe²⁺和Fe粉的物質的量關系如圖所示．則原稀溶液中Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺的物質的量之比為（　　）

A．1：2：1

B．1：3：1

C．1：1：3

D．1：1：4

Answer 1

分析：向含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、NO₃^-，則相當于溶液中溶質為Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃．由于氧化性HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，所以：當0＜n（Fe）≤1時發(fā)生反應：Fe+4HNO₃═Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，當1＜n（Fe）≤2時發(fā)生反應：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，當2＜n（Fe）≤3時發(fā)生反應：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，據此結合方程式計算解答．

解答：解：向含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、NO₃^-，則相當于溶液中溶質為Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃．
由于氧化性HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，所以：
當0＜n（Fe）≤1時發(fā)生反應：①Fe+4HNO₃═Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，
當1＜n（Fe）≤2時發(fā)生反應：②Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
當2＜n（Fe）≤3時發(fā)生反應：③Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，
根據反應①可知，n（H⁺）=4n₁（Fe）=4mol，n_生成（Fe³⁺）=n₁（Fe）=1mol，
根據反應②可知，n（Fe³⁺）=2n₂（Fe）-n_生成（Fe³⁺）=2mol-1mol=1mol，
根據反應③可知，n（Cu²⁺）=n₃（Fe）=3mol-2mol=1mol，
故原稀溶液中Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺的物質的量之比為1mol：1mol：4mol=1：1：4，
故選D．

點評：本題考查離子反應計算、元素化合物性質，根據氧化性判斷圖象中每段發(fā)生的化學反應是解題的關鍵，題目難度中等．