Question

现有NaNO₃和HCl的混合溶液400mL，向混合溶液中逐渐加入过量的Fe粉，如图所示。(反应中HNO₃只被还原成NO)下列说法正确的是

A. 硝酸钠的物质的量浓度为2.5mol/L

B. 标况下，反应过程共产生22.4L的气体

C. 整个反应过程中每步转移的电子之和为4mol

D. 将反应后的混合物过滤，滤液蒸发结晶所得固体为 NaCl和FeCl₂的混合物

Answer

A

【解析】

溶液中，盐酸提供酸性环境，在此环境下，硝酸根具有强氧化性，能将铁单质氧化为铁离子，当硝酸根耗尽时，过量的铁与铁离子反应产生二价铁。由图可知，1mol铁与硝酸根发生反应，1mol铁与铁离子和可能剩余的氢离子发生反应。

A. 酸性环境下，1mol铁被硝酸氧化Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，参与反应硝酸根物质的量等于铁单质物质的量为1mol，故400mL硝酸钠的物质的量浓度为2.5mol/L，A正确；

B. 第一步反应产生1mol铁离子，同时生成1molNO；反应共产生2molFe2+，由于三价铁离子氧化性大于氢离子，硝酸根耗尽后，Fe3+与Fe单质反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，此反应（第二步）消耗铁单质0.5mol，生成1.5molFe2+；由图可知，剩余0.5mol铁与氢离子反应（第三步）：2H++Fe=Fe2++H2↑，产生0.5mol氢气；故反应共产生1mol+0.5mol=1.5mol气体，在标准状况下气体的体积为33.6L，B错误；

C. 整个反应过程分为三步，每步反应过程转移电子数为3mol，1mol，1mol，共转移5mol电子，C错误；

D. 将反应后的混合物过滤，滤液中溶质为NaCl和FeCl2，蒸发结晶时氯化亚铁发生水解，同时被氧化，所得固体为 NaCl和Fe2O3的混合物，D错误；

答案为A。