Question

20．在向500mL稀硝酸中加入一定質(zhì)量的鐵粉，鐵粉完全溶解后，放出N0氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），同時(shí)溶液質(zhì)量增加13.4g．下列判斷正確的是（　�。�

• A． 原溶液中投入鐵粉物質(zhì)的量是0.25mo1
• B． 原溶液中HNO₃的濃度是2.0mol•L^-1
• C． 反應(yīng)后的溶液中還可溶解9.6g銅
• D． 反應(yīng)后的溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：1

Answer 1

分析 A．生成NO的物質(zhì)的量為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，溶液質(zhì)量增重為參加反應(yīng)Fe的質(zhì)量與生成NO的質(zhì)量之差，則n（Fe）×56g/mol-0.3mol×30g/mol=13.4g，解得n（Fe）=0.4mol；
B．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知生成物中Fe元素平均化合價(jià)為$\frac{0.3mol×（5-2）}{0.4mol}$=2.25，故反應(yīng)生成Fe²⁺、Fe³⁺，硝酸完全反應(yīng)，設(shè)Fe²⁺、Fe³⁺的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者總物質(zhì)的量、電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算，再根據(jù)N元素守恒：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+3n[Fe（NO₃）₃]+n（NO）；
C．根據(jù)2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺計(jì)算溶解Cu的質(zhì)量；
D．根據(jù)B中計(jì)算數(shù)據(jù)可得溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）．

解答 解：A．生成NO的物質(zhì)的量為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，溶液質(zhì)量增重為參加反應(yīng)Fe的質(zhì)量與生成NO的質(zhì)量之差，則n（Fe）×56g/mol-0.3mol×30g/mol=13.4g，解得n（Fe）=0.4mol，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知生成物中Fe元素平均化合價(jià)為$\frac{0.3mol×（5-2）}{0.4mol}$=2.25，故反應(yīng)生成Fe²⁺、Fe³⁺，硝酸完全反應(yīng)，設(shè)Fe²⁺、Fe³⁺的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.4}\\{2x+3y=0.3×3}\end{array}\right.$
解得x=0.3，y=0.1，
根據(jù)N元素守恒：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+3n[Fe（NO₃）₃]+n（NO）=0.3mol×2+0.1mol×3+0.3mol=1.2mol，故c（HNO₃）=$\frac{1.2mol}{0.5L}$=2.4mol/L，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，可知溶解Cu為0.1mol×$\frac{1}{2}$=0.05mol，故溶解Cu的質(zhì)量為0.05mol×64g/mol=3.2g，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)B中計(jì)算可知溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=0.3mol：0.1mol=3：1，故D正確，
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意利用電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算，難度中等．