Question

【题目】在1 L 2 mol·L－1稀硝酸溶液中逐渐加入铁粉，反应中氧化产物的物质的量与加入铁粉的物质的量的关系如图所示：

回答下列问题：

(1)与曲线a对应的离子方程式为_____。

(2)曲线b代表的微粒为_____________，n2的值为__________。

(3)若M点时再加入V L 2 mol·L－1的稀硝酸，恰好反应完全，则V为_____________。

(4)研究表明硝酸的浓度越小，反应后氮的化合价越低。在极稀的硝酸溶液中加入少量铁粉，生成NH4＋的离子方程式为_________。

Answer 1

【答案】Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O Fe2+ 0.6 0.2 8Fe+3NO3-+30H+=8Fe3++3NH4++9H2O

【解析】

向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程，开始先生成Fe(NO3)3，反应方程式为：Fe+4 HNO3（稀）= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，Fe(NO3)3与过量的铁继续反应生成 Fe(NO3)2，反应方程式为：2 Fe(NO3)3+Fe=3 Fe(NO3)2，由此分析解答。

（1）曲线a代表Fe+4HNO3（稀）= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，离子方程式为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O；

（2）根据反应Fe+4 HNO3（稀）= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，1 L 2 mol·L－1稀硝酸溶液参与反应，则此时消耗Fe的物质的量为0.5mol，曲线b代表的微粒为亚铁离子，加铁粉从n1到n2发生反应2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2，且M点n(Fe3+)=n(Fe2+)，

即 2Fe3+～～～Fe～～～3Fe2+，

开始0.5mol 0 0

转化 2x x 3x

M点 0.5-2x 3x

所以0.5-2x =3x，x=0.1mol，故M点消耗铁的物质的量为0.5mol+0.1mol=0.6mol；

（3）M点时再加入VL2mol/L的稀硝酸，恰好反应完全，说明硝酸与0.6mol的铁恰好完全反应生成铁离子，而稀硝酸参加氧化还原反应，氧化性的硝酸占，根据得失电子守恒得3×0.6mol=×2×(1+V)×3，解之得V=0.2L；

（4）极稀的硝酸液中加入少量铁粉，生成NH4+的离子方程式为：8Fe+3NO3-+30H+=8Fe3++3NH4++9H2O。