Question

將一定質(zhì)量的鐵粉加入到裝有100mL某濃度的稀硝酸溶液中充分反應(yīng)．
（1）容器中剩有m g的鐵粉，收集到NO氣體448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
①所得溶液中的溶質(zhì)的化學(xué)式是

 

；
②原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

 mol?L^-1．
（2）向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸直到鐵粉完全溶解，測得所產(chǎn)生的氣體平均相對分子質(zhì)量為16．
①此時溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是

 

；
②m的值為

 

 g．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）①容器中剩有m g的鐵粉，生成硝酸亞鐵；
②硝酸完全反應(yīng)生成硝酸亞鐵與NO，根據(jù)n=

V

Vm

計算NO的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算參加反應(yīng)的n（Fe），由氮元素守恒可知：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO），再根據(jù)c=

n

V

計算；
（2）①向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸直到鐵粉完全溶解，測得所產(chǎn)生的氣體平均相對分子質(zhì)量為16，說明氣體為NO、氫氣的混合氣體，溶液中硝酸根完全反應(yīng)，溶質(zhì)為硫酸亞鐵；
②根據(jù)N元素守恒計算兩個過程中NO的總物質(zhì)的量，進(jìn)而計算加入硫酸后生成n（NO），根據(jù)平均相對分子質(zhì)量計算n（氫氣），縱觀（1）（2）整個過程，F(xiàn)e轉(zhuǎn)化為亞鐵離子失去的電子數(shù)等于生成NO、氫氣獲得的電子數(shù)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算n（Fe），再根據(jù)m=nM計算其質(zhì)量．

解答： 解：（1）①容器中剩有m g的鐵粉，所得溶液中的溶質(zhì)為Fe（NO₃）₂，
故答案為：Fe（NO₃）₂；
②硝酸完全反應(yīng)生成硝酸亞鐵與NO，NO的物質(zhì)的量=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，參加反應(yīng)的n（Fe）=

0.02mol×3

2

=0.03mol，由氮元素守恒可知：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO）=2×0.03mol+0.02mol=0.08mol，故原硝酸的物質(zhì)的量濃度=

0.08mol

0.1L

=0.8mol/L，
故答案為：0.8；
（2）①向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸直到鐵粉完全溶解，測得所產(chǎn)生的氣體平均相對分子質(zhì)量為16，說明氣體為NO、氫氣的混合氣體，因此溶液中的反應(yīng)順序為Fe先和HNO₃（氫離子由硫酸提供）生成NO，硝酸根反應(yīng)完全后，F(xiàn)e和H₂SO₄反應(yīng)生成H₂，因此此時溶液中的溶質(zhì)為硫酸亞鐵，
故答案為：FeSO₄；
②由①可知，NO₃^-最終全部轉(zhuǎn)化為NO，根據(jù)N元素守恒可知兩個過程中NO的總物質(zhì)的量=0.08mol，故加入硫酸后生成n（NO）=0.08mol-0.02mol=0.06mol，令生成氫氣的物質(zhì)的量為x mol，則

2x+0.06×30

x+0.06

=16，解得x=0.06，縱觀（1）（2）整個過程，F(xiàn)e轉(zhuǎn)化為亞鐵離子失去的電子數(shù)等于生成NO、氫氣獲得的電子數(shù)之和，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒n（Fe）=

0.03mol×2+0.08mol×3

2

=0.15mol，故Fe的質(zhì)量=0.15mol×56g/mol=8.4g，
故答案為：8.4．

點評：本題考查化學(xué)方程式的計算、氧化還原反應(yīng)計算，側(cè)重對解題方法技巧與學(xué)生分析解決問題能力的考查，注意根據(jù)守恒進(jìn)行解答，難度較大．