Question

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。请填空:

（1）AB段的反应的离子方程式为                                        ；

（2）原混合酸中NO₃^-物质的量浓度为             mol·L^－1；

（3）原混合物中H₂SO₄物质的量为          mol。

 

Answer 1

【答案】

(1).  Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺ (2)． 1.0  (3). 0.5

【解析】

试题分析:某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中的一份混合液中加入铜粉，铜被硝酸氧化为铜离子。由于n(Cu)=9.6g／64g·mol^-1=0.15 mol根据离子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O可知n(NO₃^-)=(3／2)n(Cu)=0.1mol.所以C(NO₃^-)=n／V=0.1mol／0.1L=1.0 mol／L.向另一份中逐渐加入铁粉，各个阶段发生的反应为:O→A:Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；A→B：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；B→。C:Fe+2H+=Fe²⁺+H₂↑发生第一个反应消耗氢离子的物质的量为n ( H⁺)=4n(NO₃^-)=0.4mol,发生第三个反应消耗的氢离子的物质的量为：n ( H⁺)=2n (Fe)=2(14.0-8.4)g／56g.mol^-1.=0.2 mol. n ( H⁺)_总=0.4mol+0.2mol=0.6mol.因为n ( H⁺)_总=2n(H₂SO₄)+n(HNO₃),硝酸产生的氢离子和硝酸根离子相等，所以n(H₂SO₄)=n ( H⁺)_总-n(HNO₃)={0.6mol-0.1mol}／2=0.25 mol.原来的混合溶液平均分成两份,每份含有硫酸0.25 mol，所以一共含硫酸的物质的量为0. 5 mol。

考点：考查硫酸、硝酸的混合液与变价金属发生在各个阶段的反应及实质的问题。