某稀硫酸中含纯硫酸49g,它跟足够的锌完全反应后,硫酸中的氢元素全部被置换出来,求生成氢气多少g
分析:因为他说氢全部置换出来了,说明硫酸反应完了
设生成氢气质量为x
H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑
98 2
49g x
98/49g=2/x 所以x=1g
答:生成氢气质量为1g
A.OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部起氧化剂作用,每份溶液中n(NO3-)=n(Fe),所以原混合酸中n(HNO3)=2n(Fe)=2×
| 5.6g |
| 56g/mol |
B.由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,故B错误;
C.OA段中硝酸根全部被还原,AB段为Fe与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,反应为Fe+Fe2(SO4)3═3 FeSO4,故C错误;
D.加入Fe粉14时,完全反应,此时溶液中溶质为FeSO4,反应消耗铁的物质的量=
| 14g |
| 56g/mol |
| 0.25mol |
| 0.1L |
故选D.
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Fe+4H+ +NO3-==Fe3+ +2H2O+NO↑
通过离子方程可以看到,在放出NO的时候,真正起氧化作用的硝酸根和铁,其实是1:1.
换言之,并不需要1:4那么多的硝酸,只要外界能提供H+,硝酸根就能跟铁反应。
那么从0-A,就是铁跟硝酸反应放出NO的过程,硝酸根是借用了硫酸里的H+。
A-B持续加入铁粉,但是不放气体。说明:①硝酸根用完了,硫酸提供的H+还有剩余。②硫酸提供的H+用完了,硝酸根有剩余。
到底是那种情况呢?我们看到,B-C又放了气体。如果按①,则是H+跟铁反应,放氢气。如果是②,不可能放气体。因此②的推断被否定。
就是说硫酸提供了足够的H+让硝酸根将铁氧化,并且还有剩余。
在A点,硝酸根就没有了。溶液中是三价铁离子,氢离子,硫酸根离子
A-B是往硫酸铁和稀硫酸的混合溶液中加铁粉,因三价铁的氧化性强于H+,所以不会放氢气,而是优先进行:2Fe3+ + Fe==2Fe2+.持续加入铁粉,直至溶液中的三价铁离子全部被还原,然后才能轮到H+跟铁反应放氢气。所以在B点时,溶液中有亚铁离子,硫酸根离子,氢离子
B-C是从放氢气开始,直至溶液中的H+消耗完。所以在C点时,氢离子也被消耗完了,只有亚铁离子跟硫酸根离子。溶质为硫酸亚铁。要仔细读图。而不是想当然的去认为,分析图形为什么会出现上升-平缓-再上升-平缓的原因。
第2问。根据前面的分析。我不说,你自己告诉我,我看你搞懂了没。没关系我又不是老师,错了我帮你分析错的原因。
A,错误。有硫酸存在,硝酸将氧化作用进行到底。电子转移2×19.2/64=0.6mol,硝酸的物质的量为0.2摩尔。原来溶液硝酸为0.2×2=0.4摩尔。同时解答了A为什么不是:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
B,正确。还是硝酸将氧化进行到底。转移电子3×11.2/56=0.6mol,符合硝酸为0.2mol AB段反应Fe + 2Fe3+ =3Fe2+,恰好是Fe 与Fe3+的质量比为5.6/11.2,下面发生的事情你我都知道。
C,正确。无须多讲。
D,正确。BC后没有气体生成,硫酸反应完毕。与铁反应的硫酸是5.6/56=0.1mol 与三价铁形成Fe2(SO4)3时,消耗硫酸0.3摩尔,那么硫酸的浓度是0.4/0.1=4mol/L
0.1摩尔的硫酸的质量等于0.1乘以硫酸的摩尔质量=0.1*98g=9.8g
那么溶质质量分数=9.8/100*100%=9.8%
该稀硫酸中含有0.1摩尔硫酸,而每个硫酸含2个可电解的氢,硫酸是强电解质(中学这样认为),氢百分百电解成氢离子,那么要中和该溶液就需要等量的氢氧根离子
每个氢氧化钾含有1个氢氧根,氢氧化钾也是强电解质,所以氢氧根同样百分百电离
所以所需要的氢氧化钾的量=所需要氢氧化根的量=氢离子的量=硫酸的量*2=0.1*2mol
| 11.2g |
| 56g/mol |
| 0.4mol |
| 0.2L |
B、由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,故B正确;
C、第二份反应消耗22.4g铁,物质的量为
| 22.4g |
| 56g/mol |
D、硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为溶液中有硫酸根,并且铁单质全部转化为亚铁离子,所以溶液中最终溶质为FeSO4,故D正确.
故选AC.
铁粉则最多能溶解22.4克,是0.4摩尔,失去0.8摩尔电子。说明还有0.1摩尔硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则有0.2摩尔硝酸和0.4摩尔硫酸亚铁。
因此,硫酸浓度是4摩尔/升,硝酸浓度是2摩尔/升.
B、整个反应过程是这样的:加入铁粉后,先和硝酸反映被氧化为三价铁,产生是的一氧化氮。再加入铁粉,铁粉先不和稀硫酸反应而是和三价铁反应生成二价铁,再加入铁粉才和稀硫酸反应放出氢气。
C是对的
D、需要注意的是后面BC段说明了氢离子是过量的所以硝酸会被完全反应,所以呢OA段反应的铁是将硝酸反应完了的(包括生成的硝酸铁中的硝酸根)。过程比较复杂,我没有笔你自己算算看
解释:A:消耗19.2g铜,而且还原产物是一氧化氮,被还原的硝酸就有0.1mol,反应要生成硝酸铜,有显酸性的硝酸,所以A不对
B:铁先与硝酸反应,生成三价铁离子和一氧化氮,之后铁与铁离子反应生产亚铁离子
C:硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为有溶液中有硫酸根
D:反应消耗14g铁,也就是0.25mol,所有的铁都在硫酸铁中,所以每份含硫酸0.25mol,总共就是5mol/l了