Question

【题目】某化学兴趣小组对铜、铁与硝酸的反应进行实验探究。回答下列问题：

（1）验证铜与硝酸的反应(实验装置如图所示)。已知仪器a中盛有足量的一定浓度的硝酸溶液，试管b中盛有6.4g铜片。

①仪器a的名称是___。

②在铜与硝酸的反应中，硝酸所表现出的化学性质主要有___。

③待试管b中铜片完全消失。如果向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液，可生成沉淀的质量是___ g。

（2）探究铁与稀硝酸的反应。用5.6gFe粉和含有0.3molHNO3的稀硝酸进行实验，若两种物质恰好完全反应，且HNO3只被还原成NO。

①Fe粉与稀硝酸反应生成硝酸铁的化学方程式为___。

②Fe粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁的离子方程式为___。

③反应结束后的溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量之比n(Fe3+)：n(Fe2+)=___。

④标准状况下，生成NO气体的体积为___L(保留两位小数)。

Answer 1

【答案】分液漏斗 酸性和强氧化性 9.8 Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O 1:3 1.68

【解析】

(1)①根据装置图可知仪器的名称；

②反应中N元素的化合价部分未变化生成硝酸铜，部分降低生成氮的氧化物；

③铜完全反应生成硝酸铜，向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液，铜离子完全转化为氢氧化铜沉淀，根据n=计算铜的物质的量，根据铜原子守恒计算氢氧化铜的物质的量，再根据m=nM计算；

(2)①铁粉与稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水，结合原子守恒和电子守恒写出反应的化学方程式；

②Fe粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水，结合原子守恒和电子守恒写出反应的离子方程式；

③5.6g Fe粉的物质的量为=0.1mol，根据得失电子守恒和物料守恒分析解答；

④一氧化氮的物质的量为：0.3-3n(Fe3+)-2n(Fe2+)。

(1)①根据装置图可知仪器a的名称是分液漏斗；

②反应中N元素的化合价部分未变化生成硝酸铜，硝酸表现酸，性部分降低生成氮的氧化物，硝酸表现强氧化性；

③6.4g铜的物质的量为=0.1mol，向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液，铜离子完全转化为氢氧化铜沉淀，根据铜原子守恒可知n[Cu(OH)2]=n(Cu)=0.1mol，故m[Cu(OH)2]=0.1mol×98g/mol=9.8g；

(2)①铁粉与稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水，发生反应的化学方程式为Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；

②Fe粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水，发生反应的离子方程式为3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O；

③根据得失电子守恒和物料守恒可知：n(Fe3+)+n(Fe2+)=0.1mol；3n(Fe3+)+2n(Fe2+)=3[0.3-3n(Fe3+)-2n(Fe2+)]，解之得：n(Fe3+)=0.025mol；n(Fe2+)=0.075mol，所以溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量之比n(Fe3+):n(Fe2+)为1:3；

④一氧化氮的物质的量为：0.3-3n(Fe3+)-2n(Fe2+)=0.3-3×0.025mol-2×0.075mol=0.075mol，所以生成NO气体的体积为：0.075mol×22.4L/mol=1.68L。