Question

向50mL稀H₂SO₄与稀HNO₃的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积（标准状况）之间的关系如图所示，且每一段只对应一个反应．
（1）写出O-A段反应的离子方程式

 

．
（2）原混合液中HNO₃的物质的量浓度为

 

．
（3）参加反应的铁粉总质量为

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：氧化性：NO₃^-＞Fe³⁺＞H⁺，OA段发生：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，B以后发生：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，反应中NO₃^-完全被还原生成NO，根据氮元素守恒计算n（HNO₃），进而计算c（HNO₃），计算NO、H₂的物质的量，根据电子转移守恒计算n（Fe），再根据m=nM计算参加反应Fe的质量．

解答： 解：氧化性：NO₃^-＞Fe³⁺＞H⁺，OA段发生：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，B以后发生：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
（1）由上述分析可知，OA段发生：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（2）反应中NO₃^-完全被还原生成NO，根据氮元素守恒，n（HNO₃）=n（NO）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，所以c（HNO₃）=

0.05mol

0.05L

=1mol/L，
故答案为：1mol/L；
（3）n（NO）=0.05mol，H₂的物质的量=

1.68L-1.12L

22.4L/mol

=0.025mol，根据电子转移守恒，n（Fe）=

0.05mol×3+0.025mol×2

2

=0.1mol，参加反应Fe的质量=0.1mol×56g/mol=5.6g，
故答案为：5.6g．

点评：本题考查混合物的计算，根据离子的氧化性强弱判断各阶段发生的反应是关键，难度中等，注意利用守恒法解答．