某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4,向其中加入1.5 mol Fe,充分反应(已知NO3-被还原为NO),最终溶液体积为1L。下列说法正确的是
A.所得溶液中c(NO3-)=2.75 mol·L-1
B.所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=1:2
C.反应后生成NO的体积为33.6 L(标准状况下)
D.所得溶液中的溶质只有FeSO4
A
【解析】
第一步反应:比例关系来看,只有H+ 完全反应。
Fe + 4H+ + NO3- = Fe3+ + NO↑+2H2O
1 4 1 1 1
1.25mol 5mol 1.25mol 1.25mol 1.25mol
铁粉剩余1.5mol-1.25mol=0.5mol 硝酸根离子剩余4mol-1.25mol=2.75mol
n(Fe3+)=1.25mol V(NO)=n(NO)×Vm=1.25mol×22.4L/mol=28L ;
第二步反应:比例关系来看,铁粉完全反应。
Fe + 2Fe3+= 3Fe2+
1 2 3
0.5mol 1mol 1.5mol
铁离子剩余:1.25mol-1mol=0.25mol,生成n(Fe2+)=1.5mol
【详解】
根据以上分析可知
A. 所得溶液中c(NO3-)==2.75 mol·L-1,故A正确;
B.所得溶液中所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=1.5:0.25=6:1,故B错误;
C.反应后生成NO的体积为V(NO)=n(NO)×Vm=1.25mol×22.4L/mol=28L (标准状况下),故C错误;
D.反应所得溶液中阳离子为铁离子、亚铁离子和钾离子,阴离子为硫酸根离子和硝酸根离子,故D错误;
正确答案:A。
【点睛】
硝酸钾和硫酸的混合溶液相当于是稀硝酸,所以其与加入的铁粉发生反应的实质是铁与稀硝酸的反应,应该用离子方程式解题。
硝酸(HNO3)形成的盐类:
由金属离子(铵离子)和硝酸根离子组成的化合物,重要的有:硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。
硝酸盐的性质:
(1)物理性质:硝酸盐极易溶于水,大多数硝酸盐为离子型晶体,易溶于水。某些无水盐具有挥发性。易吸湿潮解。不同的硝酸盐又有其各自的特性。
(2)化学性质:
①硝酸盐加热易分解
硝酸盐分解的产物可以是:
亚硝酸盐和氧气(碱金属和碱式金属的硝酸盐);
金属氧化物和氮氧化物(镁和铜之间的硝酸盐);
金属单质(铜后金属硝酸盐)。
硝酸铵的加热分解:
在110°C时:
在185~200°C时:
在230°C以上时,同时有弱光:
在400°C以上时,发生爆炸:
②硝酸盐在高温时是强氧化剂,但水溶液几乎没有氧化作用,但是在酸性环境中有氧化性。 如
(3)储存:密封阴凉干燥保存。
(4)用途:硝酸盐多用于焰火、试剂、图像处理行业。
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