Question

一定量的铁粉和Fe₂O₃的混合物，投入250 mL 2 mol·L^－1的硝酸中，固体完全溶解后，生成标准状况下的NO 1.12 L。再向反应后的溶液中加入1 mol·L^－1的NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液的体积最小应是多少升？原固体混合物的质量最多不超过多少克？

Answer 1

解析：当溶液中所有铁元素沉淀后，则所有HNO₃中NO转化为NaNO₃，故根据HNO₃中N原子守恒：

HNO₃　                    ～         　NaNO₃　 +　    NO

0.25 L×2 mol·L^－1=0.5 mol   0.45 mol   =0.05 mol

n(NaOH)～n(NaNO₃)

故n(NaOH)=0.45 mol

V(NaOH)=0.45 L

原固体混合物量多时将转化为Fe(NO₃)₂。

3Fe　　+　　8HNO₃===3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

0.075 mol　　0.2 mol　　　　　　　0.05 mol

Fe₂O₃　+　Fe　+　6HNO₃===3Fe(NO₃)₂+3H₂O

0.05 mol　0.05 mol(0.5－0.2) mol=0.3 mol

数大值时：n(Fe₂O₃)=0.05 mol,n(Fe)=(0.05+0.075)mol

m_总=m(Fe₂O₃)+m(Fe)=0.05 mol×160 g·mol^－1+0.125 mol×56 g·mol^－1=15 g

答案：0.45 L，15 g