Question

【题目】含1 mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物与铁粉物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)，回答下列问题：

（1）曲线a表示_______________；曲线b表示_____________（填写Fe2+或Fe3+）。

（2）P点时总反应的离子方程式可表示为_______________________。

（3）n3︰n2=________________（请写出计算过程）。

Answer 1

【答案】Fe3+ Fe2+ 6Fe+20H++5NO3-＝3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O 5:4

【解析】

铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水，铁过量时硝酸铁与铁反应生成硝酸亚铁，结合反应的图像分析解答。

（1）向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程，开始先生成Fe(NO3)3，反应方程式为Fe+4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，Fe(NO3)3与过量的铁继续反应生成Fe(NO3)2，反应方程式为2Fe(NO3)3+Fe＝3Fe(NO3)2，因此曲线a表示Fe3+，曲线b表示Fe2+。

（2）P点时铁离子与亚铁离子的物质的量相等，则根据电子得失守恒、原子守恒和电荷守恒可知总反应的离子方程式可表示为6Fe+20H++5NO3-＝3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O。

（3）向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程，开始先生成Fe(NO3)3，反应方程式为Fe+4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，根据硝酸的物质的量为1mol利用方程式可计算出生成的Fe(NO3)3为0.25mol，所以参加反应的铁为0.25mol即n1＝0.25，将0.25mol的Fe(NO3)3转化为Fe(NO3)2需要的金属铁是0.125mol，所以n3＝0.25mol+0.125mol＝0.375mol。根据6Fe+20H++5NO3-＝3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O可知n2＝0.3mol，则n3:n2＝5:4。