Question

将40 g铁粉放入600 g稀硝酸中，若两者恰好完全反应，且稀硝酸被还原成NO，请计算：

(1)稀硝酸的质量分数；

(2)被还原的硝酸的物质的量。

Answer 1

解析：由于反应Fe+2Fe³⁺3Fe²⁺存在的可能性，题中“两者恰好完全反应”隐含三种情况，设HNO₃为的质量x，被还原的HNO₃的物质的量为y：

(1)Fe恰好与HNO₃反应生成Fe(NO₃)₃

Fe  +  4HNO₃Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O

56 g   252 g                     1 mol

40 g      x                            y

x==180 g

y==0.714 mol

硝酸质量分数为：w(HNO₃)=×100%=30%；

此时被还原的硝酸：0.714 mol

(2)Fe恰好与HNO₃反应生成Fe(NO₃)₂

3Fe  +  8HNO₃3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

168 g   504 g                         2 mol

40 g        x                             y mol

x==120 g

y==0.476 mol

硝酸质量分数为w(HNO₃)=×100%=20%；

此时被还原的硝酸0.476 mol；

(3)Fe与HNO₃完全反应生成Fe(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃；

硝酸质量分数介于20%—30%之间，被还原的硝酸介于：0.476 mol—0.714 mol之间。

答案：(1)介于20%—30%之间；(2)介于0.476 mol—0.714 mol之间。