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常温下,某200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液最多能溶解19.2g铜粉(已知硝酸只被还原为NO气体),若再取等体积的该混合酸向其中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增

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解决时间 2021-03-23 21:52
常温下,某200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液最多能溶解19.2g铜粉(已知硝酸只被还原为NO气体),若再取等体积的该混合酸向其中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示.下列有关分析错误的是A.原混合酸中NO3-的物质的量为0.2molB.原混合酸中H2SO4物质的量浓度为2mol/LC.OA段与BC段反应中电子转移的物质的量之比为2:1D.取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液的pH=1
最佳答案
C解析分析:A、根据电子得失守恒,可求出NO3-的物质的量;
B、根据电子得失守恒,可求出硫酸的物质的量;
C、根据电子得失守恒,可求出OA段与BC段电子转移的物质的量;
D、根据溶液稀释时H+的物质的量不变.解答:A、铜粉最多能溶解19.2克,是0.3摩尔,失去0.6摩尔电子,说明含硝酸根离子0.2摩尔.考虑生成硫酸铜,则至少有硝酸0.2摩尔,硫酸0.3摩尔;
铁粉则最多能溶解22.4克,是0.4摩尔,失去0.8摩尔电子.说明还有0.1摩尔硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则有0.2摩尔硝酸和0.4摩尔硫酸亚铁.
因此,原混合酸中NO3-的物质的量为0.2mol,硝酸浓度是1摩尔/升,故A正确;
B、同理可知:硫酸的物质的量为0.4mol,硫酸浓度是2摩尔/升,故B正确;
C、由AB段气体数量不变可知,此阶段是Fe3+与单质铁之间的反应,BC阶段发生的是H+与单质铁的反应,OA段消耗0.2mol铁且此阶段反应结束时,溶液中还剩余有H+,说明此时溶液中NO3-全部反应完了,OA段电子转移的物质的量为0.6mol,BC阶电子转移的物质的量为0.2mol,两者的物质的量之比为3:1,故C错误;
D、原混合酸中C(H+)=5摩尔/升,稀释50倍后,C(H+)=0.1摩尔/升,pH=1,故D正确;
故选:C.点评:本题若根据化学方程式来求,很难算出结果,根据氧化还原反应中电子得失守恒,可以起到事倍功半的效果.
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