向硝酸亚铁、硝酸铜、硝酸的混合溶液中加入铁粉

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/28 04:35:37
现有含Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3 的某稀溶液,若向其中逐步加入铁粉,溶液中Fe2+ 浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示,则该溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为
A.1∶1∶1 B.1∶3∶1 C.3∶3∶8 D.1∶1∶4

这种题其实最主要是要搞清楚谁先反应的问题,其它问题也就迎刃而解了。分析如下:
Fe进入溶液中该和谁先反应呢?这里可以用假设的方法。假如它先和 Fe(NO3)3反应,一定会出现Fe2+,而图像刚开始是没有它的,不对。再假如和 Cu(NO3)2反应,会置换出Cu,而Cu会与Fe3+立即反应生成Fe2+,也不合题意,所以只能先和硝酸反应,由题意可知生成的是三价铁。
然后我们来看1到2之间。此时Fe和Fe3+反应,Fe+2Fe3+ =3Fe2+,由此可知,进去一份Fe,出来的是三份Fe2+。(此时不可能和 Cu(NO3)2反应,因为如果置换出Cu后它会和Fe3+有反应回去了,等于没反应)在2处三价铁离子被完全还原。
接下来2到3为什么斜率减小了呢、因为发生的是反应Cu2+ +Fe=Fe2+ +Cu。可知,一份铁生成的是一份Fe2+,当然没之前的多。
下来就好办了。
第一阶段一份Fe需要4份HNO3,并产生1份Fe3+。
第二阶段一份Fe需要2份Fe3+,但值得注意的是其中的一份是第一阶段遗留的。
第三阶段一份Fe需要一份Cu2+。 结果是 D.1∶1∶4

选D
注意与硝酸反应生成的三价铁

D 因为是HNO3 的稀溶液,所以在0<n(Fe)<1的过程中发生Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O反应,即n(HNO3)=4n(Fe)=4mol,并生成1molFe(NO3)3;
在1<n(Fe)<2的过程中发生Fe+2Fe(NO3)3=Fe(NO3)2反应,即n(Fe(NO3)3)=2n(Fe)=2mol,又因为前面生成1molFe(NO3)3,故原溶液中所含的Fe(NO3)3的物质的量为1mol;
在2<n(Fe)<3的过程中发生Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu反应,即n(Cu(NO3)2)=n(Fe)=1mol
又因为溶液的体积固定,所以c(Fe(NO3)3):c(Cu(NO3)2):c(HNO3)=n(Fe(NO3)3):n(Cu(NO3)2):n(HNO3)=1:1:4

A