Question

向1000mL某稀硝酸中加入5.6g铁粉，充分反应后，铁粉完全溶解并放出NO气体，溶液质量增加3.4g．则下列结论正确的是（　　）

• A、反应后的溶液中不含Fe²⁺
• B、放出的NO气体的体积在标准状况为2.24L
• C、稀硝酸的物质的量浓度为0.2mol?L^-1
• D、所得溶液中Fe²⁺和Fe³⁺的物质的量之比为4：1

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：生成NO的质量为5.6g-3.4g=2.2g，转移电子为

2.2g

30g/mol

×3=0.22mol，n（Fe）=

5.6g

56g/mol

=0.1mol，根据电子转移守恒，可知溶液中Fe元素化合价为

0.22mol

0.1mol

=+2.2，故Fe反应生成Fe²⁺和Fe³⁺，则硝酸完全反应，由N、Fe原子守恒可知，n（HNO₃）=2n（Fe²⁺）+3n（Fe³⁺）+n（NO），根据Fe元素守恒、电子转移守恒计算溶液中n（Fe²⁺）、n（Fe³⁺），据此解答．

解答： 解：生成NO的质量为5.6g-3.4g=2.2g，转移电子为

2.2g

30g/mol

×3=0.22mol，n（Fe）=

5.6g

56g/mol

=0.1mol，根据电子转移守恒，可知溶液中Fe元素化合价为

0.22mol

0.1mol

=+2.2，故Fe反应生成Fe²⁺和Fe³⁺，则硝酸完全反应，
设Fe²⁺和Fe³⁺物质的量分别为xmol、ymol，则：

x+y=0.1 2x+3y=0.22

，
解得x=0.08mol，y=0.02mol，
A．由上述分析可知，反应后溶液中含有Fe²⁺和Fe³⁺，故A错误；
B．标况下NO的体积为为

2.2g

30g/mol

×22.4L/mol=1.64L，故B错误；
C．由N原子、Fe原子守恒可知，n（HNO₃）=2n（Fe²⁺）+3n（Fe³⁺）+n（NO）=0.08mol×2+0.02mol×3+

2.2g

30g/mol

=0.293mol，c（HNO₃）=

0.293mol

1L

=0.293mol/L，故C错误；
D．所得溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物质的量之比为0.08mol：0.02mol=4：1，故D正确，
故选D．

点评：本题考查氧化还原反应的计算，关键是利用电子守恒判断反应产物，注意守恒法的应用，可以利用平均化合价计算亚铁离子与铁离子物质的量之比．