Question

将一定量硫酸、硝酸和KNO₃溶液混合成100ml溶液，其中H₂SO₄、HNO₃和KNO₃的物质的量浓度分别是6mol/L，2mol/L和1mol/L，向其中加入过量的铁粉，可产生标准状况下的混合气体体积为

A．11.2 L        B．6.72 L          C．8.96 L        D．4.48 L

Answer

C

【解析】

试题分析：在混合溶液中含有H+的物质的量是n（H+）=6mol/L×2×0.1L+2mol/L×0.1L=1.4mol，含有NO3-的物质的量是n（NO3-）=2mol/L×0.1L+1mol/L×0.1L=0.3mol。向此混合溶液中加入过量的Fe，发生反应：3Fe+8H++2NO3-=2Fe2++2NO↑+4H2O根据反应方程式可知反应时n（H+）: n（NO3-）=8:2=4:1,实际上两种离子的物质的量的比是1.3mol：0.3mol>4:1，H+过量，反应应该以不足量的NO3-的物质的量进行计算。根据方程式可知n（NO）= n（NO3-）=0.3mol,发生该反应后溶液中剩余H+的物质的量是1.4mol-0.3mol×4=0.2mol，再发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑,n（H2）=1/2n（H+）=0.1mol，所以V=[ n（NO）+ n（H2）]×22.4L/mol=（0.3mol+0.1mol） ×22.4L/mol=8.96 L.故选项C符合题意。

【考点定位】考查硝酸盐的混合物与金属反应的计算的知识。

【名师点睛】Fe是变价金属，有比较强的还原性，遇强氧化剂失去电子变为Fe3+，遇弱的氧化剂或少量的强氧化性时会反应产生Fe2+。NO3-在溶液中当有足量的H+时可以都发生氧化还原反应变为NO逸出，当铁足量时发生反应产生Fe2+，反应的离子方程式是3Fe+8H++2NO3-=2Fe2++2NO↑+4H2O。根据混合溶液中H+、NO3-的相对物质的量多少确定反应产生的NO的物质的量；若H+相对NO3-过量，溶液中还会发生反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，最终产生的气体是NO、H2，若NO3-过量，则反应只产生NO气体。一定要注意反应物有过量时的计算及硝酸与变价金属铁反应时铁的化合价的变化。