Question

9．在1L濃度為0.2mol•L^-1Fe（NO₃）₃和1.5 mol•L^-1H₂SO₄組成的混合溶液中，加入39.2g鐵粉使其充分反應(yīng)．下列有關(guān)說法正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)后產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣11.2 L
• B． 反應(yīng)后的溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=2：1
• C． 反應(yīng)后的溶液還可以溶解16.8 g鐵粉
• D． 反應(yīng)后的溶液還可以溶解19.2 g銅

Answer 1

分析 溶液中n（Fe³⁺）=0.2mol，n（NO₃^-）=0.6mol，n（H⁺）=3mol，n（Fe）=$\frac{39.2g}{56g/mol}$=0.7mol，由于氧化性為氧化性為HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先發(fā)生：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，0.6molNO₃^-完全反應(yīng)消耗0.6molFe，消耗2.4molH⁺，生成0.6molFe³⁺、0.6molNO，反應(yīng)后剩余0.1molFe、0.6molH⁺，此時(shí)溶液中共有0.8molFe³⁺，再發(fā)生：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，0.1molFe反應(yīng)消耗0.2molFe³⁺，生成0.3molFe²⁺，剩余0.6molFe³⁺，F(xiàn)e沒有剩余，不發(fā)生反應(yīng)Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，即反應(yīng)中不會生成氫氣，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：原溶液中n（Fe³⁺）=0.2mol，n（NO₃^-）=0.6mol，n（H⁺）=3mol，n（Fe）=$\frac{39.2g}{56g/mol}$=0.7mol，
由于氧化性為氧化性為HNO₃＞Fe³⁺＞H⁺，先發(fā)生反應(yīng)：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，0.6molNO₃^-完全反應(yīng)消耗0.6molFe，消耗2.4molH⁺，生成0.6molFe³⁺、0.6molNO，反應(yīng)后剩余0.1molFe、0.6molH⁺，此時(shí)溶液中共有0.8molFe³⁺，再發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，0.1molFe反應(yīng)消耗0.2molFe³⁺，生成0.3molFe²⁺，剩余0.6molFe³⁺，沒有Fe剩余，則不發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，即反應(yīng)中沒有氫氣生成，
A．根據(jù)分析可知，反應(yīng)中沒有氫氣生成，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)后的溶液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=0.3mol：0.6mol=1：2，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)后溶液中能夠與Fe反應(yīng)的離子為0.6molH⁺、0.6molFe³⁺，根據(jù)反應(yīng)Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺可知，0.6molFe³⁺能夠溶解0.3molFe，根據(jù)反應(yīng)Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑可知0.6molH⁺能夠溶解0.3molFe，所以能夠溶解的Fe的總質(zhì)量為：56g/mol×（0.3mol+0.3mol）=33.6g，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)后溶液中能夠與Cu反應(yīng)的離子為0.6molFe³⁺，根據(jù)反應(yīng)Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺可知，0.6molFe³⁺能夠溶解0.3molCu，溶解的Cu的質(zhì)量為：64g/mol×0.3mol=19.2g，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及先后順序?yàn)榻獯痍P(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．