Question

某稀溶液中含有4 mol KNO₃和2.5 mol H₂SO₄，向其中加入1.5 mol Fe，充分反应(已知NO₃^-被还原为NO)。下列说法正确的是(      )

A．反应后生成NO的体积为28 L          B．所得溶液中c(Fe^2＋)∶c(Fe^3＋)＝1∶1

C．所得溶液中c(NO₃^-)＝2.75 mol·L^－1    D．所得溶液中的溶质只有FeSO₄

Answer

B

【解析】

试题分析：在混合溶液中氢离子总物质的量为n(H+)=5 mol，n(NO3-)=4mol，n(Fe)= 1.5 mol，若Fe发生反应的时：3Fe＋8H++2NO3-=3Fe2+＋2NO↑＋4H2O，根据已知微粒的物质的量关系可知Fe不足量，H+和NO3-过量，反应应该以Fe为标准计算，反应产生NO的物质的量是n(NO)=2/3n(Fe)=1mol，若1.5 molFe完全发生反应：Fe＋4H++NO3-=Fe3+＋NO↑＋2H2O，根据已知微粒的物质的量关系可知H+不足量，所以两个反应均发生。假如发生反应：Fe＋4H++NO3-=Fe3+＋NO↑＋2H2O的Fe的物质的量是x，则其消耗的H+的物质的量是4x，反应产生的NO的物质的量是x；发生反应：3Fe＋8H++2NO3-=3Fe2+＋2NO↑＋4H2O的Fe的物质的量是y，则反应消耗的H+的物质的量是8y/3，反应产生的NO的物质的量是2y/3。根据Fe元素守恒可知x+y=1.5 mol；4x+8y/3=5 mol，解得x=y=0.75 mol。A．根据分析可知，反应后生成标况下NO的体积是V(NO)= (x+2y/3) mol×22.4L/mol= 28L，若反应条件不是标况下，NO气体不一定为28L，错误；B．根据反应方程式中的物质之间的转化关系可知：反应后生成铁离子为0.75mol，亚铁离子为0.75mol，所以所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1，正确；C．反应消耗硝酸根离子等于生成NO的量=0.75mol+0.75mol×2/3=1.25mol，由于缺少溶液的体积，因此无法计算溶液中硝酸根离子浓度，错误；D．由于两个反应都发生，所以反应后溶质为硫酸铁和硫酸亚铁，错误。

考点：考查氧化还原反应有关的计算的知识。