Question

向59.2gFe₂O₃和FeO的混合物中加入某浓度的稀硝酸1.0L，固体物质完全反应，生成NO和Fe（NO₃）₃．在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液2.8L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为85.6g．下列有关说法错误的是

A．Fe₂O₃与FeO的物质的量之比为1：6

B．硝酸的物质的量浓度为3.0 mol/L

C．产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L

D．Fe₂O₃，FeO与硝酸反应后剩余HNO₃为0.2 mol

Answer

D

【解析】

试题分析：在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO3，n（NaNO3）=n（NaOH）=1.0mol/L×2.8L=2.8mol，沉淀为Fe（OH）3，质量为85.6g，物质的量为85.6g÷107g/mol=0.8mol，根据铁元素守恒有n（FeO）+2n（Fe2O3）=n[Fe（OH）3]，所以反应后的溶液中n[[Fe（NO3）3]=n[Fe（OH）3]=0.8mol，设Fe2O3和FeO的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有 160x+72y=59.2，根据铁元素守恒有：2x+y=0.8，联立方程解得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正确；B．根据电子守恒，生成NO的物质的量为：（0.6mol×1）÷（5-2）=0.2mol，根据N元素守恒可知n（HNO3）=n（NO）+n（NaNO3）=0.2mol+2.8mol=3mol，所以原硝酸溶液的浓度为：3mol/1L=3mol/L，故B正确；C．根据B可知n（NO）=0.2mol，所以标准状况下NO的体积为：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正确；D．反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中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错误；答案为D。

【考点定位】考查氧化还原反应及物质的量计算

【名师点晴】本题考查混合物反应的计算、氧化还原反应的计算，综合性较强，难度较大，明确反应原理为解答关键，在化学计算中灵活运用质量守恒、电子守恒及电荷守恒是本题最好的解题方法，如从原子守恒角度分析，最终固体中的铁原子的物质的量与原固体混合物中含有铁原子的物质的量是相等的，溶液成中性时，加入的钠离子的物质的量和溶液里硝酸根的物质的量是相等的，从电子守恒的角度分析氧化亚铁溶解时被氧化与硝酸被还原生成NO转移电子数是相等的，借助守恒建立等式，就可以迅速解答，因此灵活应用守恒法解题是提高解题能力的一个重要部分，希望学生要多总结，多归纳这类案例。