Question

有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H₂SO₄和HNO₃的物质的量浓度分别是4mol·L^－1和2mol·L^－1，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(假设反应中HNO₃的还原产物全部为NO)

A.224mL B.448mL C.672mL D.896mL

Answer

C

【解析】

由于铁过量，且三价铁离子的氧化性强于氢离子，所以首先发生反应：3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O，若H+有剩余，则还发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑，以此计算该题。

10mL混合酸中含有：n(H+)=0.01L×4mol/L×2+0.01L×2mol/L=0.1mol，n(NO3-)=0.01L×2mol/L=0.02mol，根据反应方程式3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O可知消耗0.02mol硝酸根需要0.08mol氢离子，所以硝酸根完全反应后有氢离子剩余，且剩余的氢离子为0.1mol-0.08mol=0.02mol，生成的NO为0.02mol；再根据Fe+2H+=Fe2++H2↑可知0.02mol氢离子可以与过量铁反应生成0.01mol氢气，所以生成的气体一共为0.02mol+0.01mol=0.03mol，体积为0.03mol×22.4L/mol=0.672L=672mL，故答案为C。