Question

常温时，将0.1 mol Fe(NO₃)₃和2 mol HCl溶于水得到2L混合溶液，然后向该溶液中投入m g铁粉，充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是

A.由于氧化性：Fe³⁺>H⁺，故首先发生的反应是Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

B.充分反应后，共消耗56 g铁

C.m=28时，溶液剩余0.9 mol H⁺

D.当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体

Answer

D

【解析】

硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，所以向溶液中加入铁粉后先发生反应：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，0.1 mol硝酸铁中含有0.3 mol NO3-，根据反应可知，0.3 mol NO3-完全反应消耗1.2 mol H+，同时生成0.3 mol NO气体，H+还剩余0.8mol；此时溶液中含有Fe3+的物质的量为：0.1 mol+0.3 mol=0.4 mol，然后发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，最后发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑，据此结合题中数据进行计算。

A. 溶液中含有H+、NO3-，其氧化性大于Fe3+，所以优先发生反应：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，A错误；

B. 在前两个反应中消耗Fe的物质的量为：n(Fe)=n(NO3-)+n总(Fe3+)=0.3 mol+0.4 mol×=0.5 mol，此时溶液中还有剩余H+的物质的量为2 mol-4×0.3 mol=0.8 mol，发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑，消耗Fe的物质的量为0.8 mol×=0.4 mol，所以反应共消耗的铁的物质的量为0.5 mol+0.4 mol=0.9 mol，则反应消耗Fe的质量为：0.9mol×56 g/mol=5.04g，B错误；

C. 根据选项B计算可知：当投入铁粉28g时，只发生前两个反应，此时剩余H+的物质的量为0.8 mol，C错误；

D. 16.8 g Fe铁的物质的量为：n(Fe)==0.3 mol，根据反应Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O可知，0.3 mol铁完全反应生成0.3 molNO气体，其在标准状况的体积为V(NO)=0.3mol×22.4L/mol=6.72 L，D正确；

故合理选项是D。