Question

17．將FeO與Cu（NO₃）₂的混合物9.08g全部溶于300mL、1mol/L的鹽酸中，有部分Fe²⁺被酸性條件下的NO₃^-氧化（其化學反應方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O），放出NO氣體448mL（標準狀況）；繼續(xù)向溶液中通入一定量的Cl₂恰好將溶液中的Fe²⁺完全氧化；再加入10g過量的鐵粉，充分反應放出H₂，過濾，得到不溶固體．下列敘述不正確的是（　　）

• A． Cu（NO₃）₂的物質(zhì)的量為0.01mol
• B． 通入Cl₂的體積（標準狀況）為448mL
• C． 放出H₂的體積（標準狀況）為112mL
• D． 得到不溶固體的質(zhì)量為6.72g

Answer 1

分析 A．n（NO）=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，由氮元素守恒計算硝酸銅物質(zhì)的量；
B．由m=nM計算硝酸銅質(zhì)量，進而計算FeO的質(zhì)量，由n=$\frac{m}{M}$計算FeO的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算通入氯氣物質(zhì)的量，根據(jù)V=nV_m計算氯氣體積；
C．由NO的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計算消耗HCl物質(zhì)的量，進而計算剩余HCl，根據(jù)氫原子守恒計算生成氫氣體積；
D．Fe發(fā)生反應：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺+、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，根據(jù)方程式計算參加反應Fe的質(zhì)量，進而計算剩余Fe的質(zhì)量，最后不溶固體為Cu與剩余Fe的質(zhì)量之和．

解答 解：混合物與鹽酸反應后的溶液中通入一定量的氯氣時，溶液中的Fe²⁺剛好被完全氧化，再向溶液中加入10g過量的鐵粉，充分反應后，有氣體產(chǎn)生，說明混合物與鹽酸反應時，硝酸根完全反應，且鹽酸有剩余，
A．n（NO）=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，由氮元素守恒可知硝酸銅物質(zhì)的量為$\frac{0.02mol}{2}$=0.01mol，故A正確；
B．硝酸銅質(zhì)量為0.01mol×188g/mol=1.88g，則氧化亞鐵的質(zhì)量為9.08-1.88g=7.2g，根氧化亞鐵物質(zhì)的量=$\frac{7.2g}{72g/mol}$=0.1mol，令通入氯氣為x mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒：0.1×（3-2）=0.02×（5-2）+2x，解得x=0.02mol，故通入氯氣的體積為0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，故B正確；
C．生成NO的物質(zhì)的量為0.02mol，根據(jù)方程式3FeCl₂+HNO₃+3HCl═3FeCl₃+NO↑+2H₂O，可知消耗HCl的物質(zhì)的量=0.02mol×（3+1）=0.08mol，由FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O可知消耗HCl為0.1mol×2=0.2mol，故共消耗HCl為0.28mol，剩余HCl為0.3mol-0.28mol=0.02mol，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為$\frac{0.02mol}{2}$=0.01mol，故生成氫氣的體積=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，故C錯誤；
D．由Fe元素守恒可知，溶液中Fe³⁺為0.1mol，由Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺可知，消耗Fe為$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，溶液中Cu²⁺為0.01mol，由Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺可知，消耗Fe為0.01mol，生成氫氣為0.01mol，由Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，可知消耗Fe為0.01mol，故總共消耗Fe的質(zhì)量=（0.05+0.01+0.01）mol×56g/mol=3.92g，剩余Fe的質(zhì)量=10g-3.92g=6.08g，最后不溶固體為Cu與剩余Fe的質(zhì)量之和，故不溶固體質(zhì)量為6.08g+0.01mol×64g/mol=6.72g，故D正確；
故選C．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握發(fā)生的反應、電子及原子守恒為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意守恒法應用，題目難度不大．