Question

加热条件下把16.8 g铁粉完全溶解于100 mL某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.4 mol NO₂和0.1 mol NO，下列说法不正确的是

A.反应后溶液中NO₃^- 的物质的量为0.7 mol

B.硝酸有剩余，铁粉反应完

C.反应后生成的盐为Fe(NO₃)₃和Fe(NO₃)₂，其物质的量之比为1∶2

D.该硝酸的浓度为12 mol·L^-1

Answer

B

【解析】

因为：2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=3n(NO)+n(NO2)=0.3mol+0.4mol=0.7mol，铁守恒可知：：n(Fe2+)+n(Fe3+)=n(Fe)=16.8g÷56g/mol=0.3mol，解得：n(Fe2+)=0.2mol，n(Fe3+)=0.1mol，消耗HNO3的总物质的量为：n(HNO3)=2n(Fe2+)+3n(Fe3+)+n(NO)+n(NO2)=2×0.2mol+3×0.1mol+0.1mol+0.4mol=1.2mol；

A．反应后溶液里NO3-的物质的量为2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=0.7mol，故A正确；

B．溶液里有Fe2+，可知硝酸完全反应，故B错误；

C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为0.1mol：0.2mol=1∶2，故C正确；

D．该硝酸的浓度为1.2mol÷0.1L=12 mol·L-1，故D正确；

答案为B。

【点晴】

注意得失电子守恒和物料守恒在解题中的运用；根据得失电子守恒，可知：2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=3n(NO)+n(NO2)，和物料守恒可知：n(Fe2+)+n(Fe3+)=n(Fe)，反应硝酸的量为：n(HNO3)=2n(Fe2+)+3n(Fe3+)+n(NO)+((NO2)，因为溶液中存在亚铁离子所以硝酸已消耗完。据此分析解题。