Question

20．向59.2g Fe₂O₃和FeO的混合物中加入某濃度的稀硝酸1.0L，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成NO和Fe（NO₃）₃．在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液2.8L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質(zhì)量為85.6g．下列有關(guān)說法錯誤的是（　�。�

• A． Fe₂O₃與FeO的物質(zhì)的量之比為1：6
• B． 硝酸的物質(zhì)的量濃度為3.0 mol/L
• C． 產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48 L
• D． Fe₂O₃，F(xiàn)eO與硝酸反應(yīng)后剩余HNO₃為0.2 mol

Answer 1

分析 在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×2.8L=2.8mol，沉淀為Fe（OH）₃，質(zhì)量為85.6g，物質(zhì)的量為$\frac{85.6g}{107g/mol}$=0.8mol，根據(jù)鐵元素守恒有n（FeO）+2n（Fe₂O₃）=n[Fe（OH）₃]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Fe（NO₃）₃]=n[Fe（OH）₃]=0.8mol，
設(shè)Fe₂O₃和FeO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量及Fe元素物質(zhì)的量列方程計算出Fe₂O₃和FeO的物質(zhì)的量，
A．根據(jù)分析計算出n（Fe₂O₃）：n（FeO）；
B．根據(jù)N元素守恒可知原硝酸溶液n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根據(jù)Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算；
C．利用電子轉(zhuǎn)移守恒計算n（NO），再根據(jù)V=nVm計算NO的體積；
D．根據(jù)N元素守恒，可知n_剩余（HNO₃）+3n[[Fe（NO₃）₃]=n（NaNO₃），根據(jù)Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH）．

解答 解：在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×2.8L=2.8mol，沉淀為Fe（OH）₃，質(zhì)量為85.6g，物質(zhì)的量為$\frac{85.6g}{107g/mol}$=0.8mol，根據(jù)鐵元素守恒有n（FeO）+2n（Fe₂O₃）=n[Fe（OH）₃]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Fe（NO₃）₃]=n[Fe（OH）₃]=0.8mol，
設(shè)Fe₂O₃和FeO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，
根據(jù)二者質(zhì)量有 160x+72y=59.2，根據(jù)鐵元素守恒有：2x+y=0.8，聯(lián)立方程解得x=0.1、y=0.6，
A．由上述分析可知，n（Fe₂O₃）：n（FeO）=0.1mol：0.6mol=1：6，故A正確；
B．根據(jù)電子守恒，生成NO的物質(zhì)的量為：$\frac{0.6mol×1}{5-2}$=0.2mol，根據(jù)N元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+2.8mol=3mol，所以原硝酸溶液的濃度為：$\frac{3mol}{1L}$=3mol/L，故B正確；
C．根據(jù)B可知n（NO）=0.2mol，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO的體積為：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正確；
D．反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉與硝酸銅反應(yīng)，剩余的氫氧化鈉與硝酸反應(yīng)，最后為硝酸鈉溶液，根據(jù)氮元素守恒可知反應(yīng)后溶液中n（HNO₃）+2n[[Fe（NO₃）₃]=n（NaNO₃），所以n（HNO₃）=n（NaNO₃）-3n[[Fe（NO₃）₃]=2.8mol-3×0.8mol=0.4mol，故D錯誤；
故選D．

點(diǎn)評 本題考查混合物反應(yīng)的計算、氧化還原反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒、電荷守恒在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法．