Question

【題目】含1 mol HNO3的稀硝酸分別與不同質量的鐵粉反應，所得氧化產物與鐵粉物質的量的關系如圖所示(已知稀硝酸的還原產物只有NO)，回答下列問題：

（1）曲線a表示_______________；曲線b表示_____________（填寫Fe2+或Fe3+）。

（2）P點時總反應的離子方程式可表示為_______________________。

（3）n3︰n2=________________（請寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】Fe3+ Fe2+ 6Fe+20H++5NO3-＝3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O 5:4

【解析】

鐵與稀硝酸反應生成硝酸鐵、NO和水，鐵過量時硝酸鐵與鐵反應生成硝酸亞鐵，結合反應的圖像分析解答。

（1）向稀硝酸中加入鐵粉時，發生兩個過程，開始先生成Fe(NO3)3，反應方程式為Fe+4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，Fe(NO3)3與過量的鐵繼續反應生成Fe(NO3)2，反應方程式為2Fe(NO3)3+Fe＝3Fe(NO3)2，因此曲線a表示Fe3+，曲線b表示Fe2+。

（2）P點時鐵離子與亞鐵離子的物質的量相等，則根據電子得失守恒、原子守恒和電荷守恒可知總反應的離子方程式可表示為6Fe+20H++5NO3-＝3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O。

（3）向稀硝酸中加入鐵粉時，發生兩個過程，開始先生成Fe(NO3)3，反應方程式為Fe+4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，根據硝酸的物質的量為1mol利用方程式可計算出生成的Fe(NO3)3為0.25mol，所以參加反應的鐵為0.25mol即n1＝0.25，將0.25mol的Fe(NO3)3轉化為Fe(NO3)2需要的金屬鐵是0.125mol，所以n3＝0.25mol+0.125mol＝0.375mol。根據6Fe+20H++5NO3-＝3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O可知n2＝0.3mol，則n3:n2＝5:4。