某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液 200mL，平均分成两份。向其中一份中

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液 200mL ，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能 溶解 l9.2g( 已知硝酸只被还原为 NO 气体，下同 ) 。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的 量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )

A ． c 点时，溶液中的溶质为 Fe ₂ (SO ₄ ) ₃

B ． ab 段发生反应的离子方程式为： Fe+Fe ³⁺ =2Fe ²⁺

C ． 原混和酸中稀硝酸的物质的量浓度为 0.4 mol/L

D ． 原混和酸中稀硫酸的物质的量浓度为 4 mol/L

D

【分析】

由图象可知，由于铁过量， oa 段发生反应为： Fe+NO ₃ ^- +4H ⁺ =Fe ³⁺ +NO↑+2H ₂ O ， ab 段发生反应为： Fe+2Fe ³⁺ =3Fe ²⁺ ， bc 段发生反应为： Fe+2H ⁺ =Fe ²⁺ +H ₂ ↑ ．由此分析解答。

【详解】

由图象可知，由于铁过量， oa 段发生反应为： Fe+NO ₃ ^- +4H ⁺ =Fe ³⁺ +NO↑+2H ₂ O ， ab 段发生反应为： Fe+2Fe ³⁺ =3Fe ²⁺ ， bc 段发生反应为： Fe+2H ⁺ =Fe ²⁺ +H ₂ ↑ 。

A. 根据上面分析可知： c 点是溶质为硫酸亚铁，不是硫酸铁， A 错误；

B.ab 段发生反应为： Fe+2Fe ³⁺ =3Fe ²⁺ ， B 错误；

C.oa 段发生反应为： Fe+NO ₃ ^- +4H ⁺ =Fe ³⁺ +NO↑+2H ₂ O ，硝酸全部起氧化剂作用，则原混合液中 n(NO ₃ ^- )=n(Fe)= =0. 2 mol ，混合酸中 HNO ₃ 物质的量浓度 c(HNO ₃ )= =2mol/L ， C 错误；

D. 反应共消耗 22.4g 铁，其物质的量 n(Fe)=22.4g÷56g/mol= 0.4mol ，根据 Fe 元素守恒可知 n( FeSO ₄ )=0.4mol ，再根据 S 元素守恒，每份含硫酸的物质的量是 0.4mol ，所以 c(H ₂ SO ₄ )=0.4mol÷0.1L= 4mol/L ，故 D 正确。

故合理选项是 D 。

【点睛】

本题以图象为载体，考查有关金属和酸反应的计算题，关键根据图象分析各段发生的反应，注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用，不能根据混酸与铜粉的反应计算硝酸的物质的量浓度。