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19.2 g（已知硝酸只能被还原为NO气体）．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．下列分析或结果错误的是

A．原溶液中H2SO4浓度为4mol·L^-1

B．图中，AB段的反应为2Fe³⁺+Fe = 3Fe²⁺，A点的溶质为Fe（NO₃）₃

C．原混合液中NO₃^-的物质的量为0.4mol

D．图中，OA段产生是NO， BC段产生的气体是氢气

Answer

B

【解析】

试题分析：由图像可知，OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑。A、反应消耗22.4g铁，即0.25mol铁，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，所以硫酸的浓度是0.25mol÷0.1L=2.5mol/L，A正确；B、由图像可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，A点的溶质为硫酸铁，B错误；C、OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，所以n（NO3-）=n（Fe）=11.2g÷56g/mol＝0.2mol，因为溶液分为两部分，所以原来溶液中n（NO3-）=0.2mol×2=0.4mol，C正确；D、根据以上分析可知图中，OA段产生是NO， BC段产生的气体是氢气，D正确，答案选B。

【考点定位】考查硝酸与铁反应的有关判断与计算

【名师点晴】明确反应的原理是相应的化学反应方程式是解答的关键，注意守恒法的灵活应用。许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。