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)．容器中剩有m g鐵粉，收集到NO氣體448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
（1）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(cè)得所產(chǎn)生的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為16，則m的值為

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：硝酸的化學(xué)性質(zhì),氧化還原反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：氮族元素

分析：（1）鐵粉有剩余說(shuō)明硝酸完全反應(yīng)，鐵粉與硝酸反應(yīng)生成的產(chǎn)物為硝酸亞鐵和一氧化氮和水，依據(jù)方程式計(jì)算解答；
（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(cè)得所產(chǎn)生的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為16，說(shuō)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，根據(jù)N元素守恒計(jì)算兩個(gè)過(guò)程中NO的總物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算加入硫酸后生成n（NO），根據(jù)平均相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算n（氫氣），依據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)守恒，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(jì)算n（Fe），再根據(jù)m=nM計(jì)算其質(zhì)量．

解答： 解：（1）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)．容器中剩有m g鐵粉，則該過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)是：3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成NO氣體的物質(zhì)的量為=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol則：
3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
      8                   2
      n（HNO₃）            0.02mol          
  n（HNO₃）=

0.02mol×8

2

=0.08mol，所以硝酸的濃度 c（HNO₃）=

0.08mol

0.1L

=0.8mol?L^-1，
故答案為：0.8；
（2）有題意得，加入硫酸直到鐵粉完全溶解，產(chǎn)生的氣體為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，NO₃^-最終全部轉(zhuǎn)化為NO，根據(jù)N元素守恒可知兩個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的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，
依據(jù)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為16，可知

0.06mol×30g/mol+2g/mol×x

0.06mol+x

=16g/mol，解得x=0.06mol，
上述兩個(gè)過(guò)程中，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒規(guī)律可知：Fe轉(zhuǎn)化為亞鐵離子失去的電子數(shù)等于等于生成NO、氫氣獲得的電子數(shù)之和，所以：
n（Fe）×2=0.03mol×2+0.08mol×3，
解得n（Fe）=0.15mol，F(xiàn)e的質(zhì)量=0.15mol×56g/mol=8.4g，
故答案為：8.4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)硝酸的計(jì)算，題目難度中等，明確反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，結(jié)合原子個(gè)數(shù)、氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒即可解答．