Question

向56g铁粉中加入400mL 16mol?L^-1浓HNO₃，反应过程中产生的NO和NO₂的混合气体的体积（标准状况）与反应时间的关系如图所示，那么理论上开始产生NO的时刻为（　　）

• A、t₁
• B、t₂
• C、t₃
• D、t₄

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：Fe与浓硝酸反应生成二氧化氮，与稀硝酸反应生成NO，随反应进行浓硝酸变为稀硝酸，根据生成二氧化氮的体积判断开始生成NO的时刻．n（Fe）=

56g

56g/mol

=1mol，n（HNO₃）=0.4L×16mol/L=6.4mol，根据电子转移守恒，Fe与硝酸反应，Fe全部为Fe（NO₃）₃，生成气体为二氧化氮时消耗酸最多，由Fe+4HNO₃（浓）=Fe（NO₃）₃+NO₂↑+2H₂O，消耗硝酸为1mol×4=4mol，实际上n（HNO₃）=6.4mol＞4mol，所以硝酸有剩余，则Fe转化为Fe³⁺，根据混合气体总体积、电子转移守恒列方程计算NO和NO₂的物质的量，进而计算NO₂的体积，据此解答．

解答： 解：n（Fe）=

56g

56g/mol

=1mol，n（HNO₃）=0.4L×16mol/L=6.4mol，
根据电子转移守恒，Fe与硝酸反应，Fe全部为Fe（NO₃）₃，生成气体为二氧化氮时消耗酸最多，由Fe+4HNO₃（浓）=Fe（NO₃）₃+NO₂↑+2H₂O，可知消耗硝酸最为1mol×4=4mol，实际上n（HNO₃）=6.4mol＞4mol，所以硝酸有剩余，则Fe转化为Fe³⁺，
由图可知生成气体共44.8L，混合气体总物质的量为

44.8L

22.4L/mol

=2mol，
设NO和NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，则：

x+y=2 3x+y=3

，
解得x=0.5，y=1.5，
NO₂的体积=22.4L/mol×1.5mol=33.6L，则从33.6L开始生成NO，
故选C．

点评：本题考查混合物计算、氧化还原反应计算，注意利用守恒思想进行分析解答，侧重解题方法与学生分析解决问题能力的考查，难度中等．