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．原混合酸中NO₃^－物质的量浓度 为2 mol/L

B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段产生氢气

C．第二份溶液中最终溶质为FeSO₄

D. H₂SO₄浓度为2.5 mol·L^－1

Answer

D

【解析】第一份加入铜粉，发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，Cu的物质的量是0.3 mol，则一份溶液中硝酸根是0.2 mol，所以总的硝酸根是0.4 mol，NO3－物质的量浓度 为2 mol/L，A正确；

OA段和BC段都有气体生成，而AB段没有气体生成，整个过程发生的反应有Fe＋4H＋＋NO===Fe3+＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋及Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，所以AB段发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，OA段发生反应Fe＋4H＋＋NO===Fe3+＋NO↑＋2H2O，故BC段发生反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B正确；

最终的铁以FeSO4的形式存在，C项正确；

从图像可以看出，完全反应时，反应消耗Fe的质量是22.4 g(0.4 mol)，硫酸根的物质的量也是0.4 mol(因为最终溶液中只有FeSO4)，溶液体积是100 mL，故浓度是4 mol·L－1。

答案为D