Question

将一定量的铁加入100mL2mol/L稀硝酸中，充分反应后有铁剩余并生成气体，若向其中滴加1.5mol/L的稀硫酸，使剩余的铁恰好完全溶解并生成气体（前后生成的气体中均无H₂），且向其中滴加KSCN溶液不显红色．求：
（1）加入铁的质量；
（2）在标准状况下共生成气体的体积；
（3）加入稀硫酸的体积；
（4）电子转移总数．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：滴加KSCN溶液不显红色，说明生成的为亚铁离子，反应方程式为：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，根据此反应方程式可计算出生成一氧化氮的物质的量，参加反应铁的物质的量，加入硫酸，无氢气产生，说明继续生成一氧化氮，硫酸只起酸性的作用，说明硝酸根离子把铁氧化，反应的离子方程式为：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=2Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，根据此方程式可计算出参加反应铁的物质的量和硫酸的物质的量，进而算出硫酸的体积，铁的质量和转移电子数．

解答： 解：滴加KSCN溶液不显红色，说明生成的为亚铁离子，
反应方程式为：3Fe+8HNO₃ =3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
              3mol   8mol     3mol       2mol
              n1     0.2mol              n2
n1=

3mol×0.2mol

8mol

=0.075mol，n2=

0.2mol×2mol

8mol

=0.05mol，
加入硫酸，无氢气产生，说明继续生成一氧化氮，硫酸只起酸性的作用，说明硝酸根离子把铁氧化，硝酸根离子的物质的量为：0.2mol-0.05mol=0.15mol，
反应的离子方程式为：
 3F e+2NO₃^-+8H⁺=2Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
 3mol    2mol     8mol        2mol
  n3     0.15mol  n4           n5
n3=

3mol×0.15mol

2mol

=0.225mol，n4=

0.15mol×8mol

2mol

=0.6mol，n5=

0.15mol×2mol

2mol

=0.15mol，
（1）加入铁的物质的量为：n1+n3=0.075mol+0.225mol=0.3mol，质量为：0.3mol×56g/mol=16.8g；
答：加入铁的质量为：16.8g；
（2）生成NO的物质的量为：n2+n5=0.05mol+0.15mol=0.2mol，标况下体积为：0.2mol×22.4L/mol=11.2L；
答：产生气体的体积为；11.2L；
（3）硫酸的物质的量为：

n4

2

=0.3mol，所需硫酸的体积为：

0.3mol

1.5mol/L

=0.2L；
答：硫酸的体积为0.2L；
（4）铁使电子变为亚铁离子，0.3mol铁失去电子0.6mol，
答；转移电子总数为0.6N_A．

点评：本题考查了根据方程式的计算，中等难度，搞清反应原理，明确铁是生成亚铁离子是解题关键．