某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，若向其中逐渐加入铜粉最多能溶解19.2g，若向其逐渐加入铁粉则最多能溶解22.4g（已知硝酸只被还原为NO气体）气体物质的

题型：不详难度：来源：

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，若向其中逐渐加入铜粉最多能溶解19.2g，若向其逐渐加入铁粉则最多能溶解22.4g（已知硝酸只被还原为NO气体）气体物质的量随铁粉质量增加的变化如图所示．



（1）写出下列过程中反应的离子方程式
O-A：______
A-B：______
B-C：______
（2）求硫酸和硝酸的浓度各是多少？

答案

（1）铁先被硝酸氧化为Fe³⁺，硝酸反应完毕，铁与Fe³⁺反应生成Fe²⁺，当Fe³⁺反应完毕，铁再与H⁺反应生成亚铁离子与氢气．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↑．
故答案为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
（2）由图可知生成的NO的物质的量为0.2mol，OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，硝酸全部起氧化剂作用，根据氮元素守恒可知溶液中硝酸的物质的量为0.3mol，故硝酸的物质的量浓度为

0.2mol

0.1L

=2mol/L；
由图可知，加入22.4g铁时，溶液中剩余的硫酸完全反应，此时溶液中溶质为硫酸亚铁，铁的物质的量为

22.4g

56g/mol

=0.4mol，根据碳元素守恒可知硫酸亚铁的物质的量为0.4mol，根据硫元素守恒计算硫酸的物质的量为0.4mol，故硫酸的物质的量浓度为

0.4mol

0.1L

=4mol/L．
答：溶液中硝酸的浓度为2mol/L；硫酸的浓度为4mol/L．