Question

在500g稀硝酸中投入48g鐵粉，若兩種物質恰好完全反應(還原產物為NO)。求：
(1)稀HNO3的質量分數？
(2)被還原的硝酸的物質的量？

Answer 1

(1)若鐵不過量，則生成物為Fe(NO3)3
設HNO3的質量為x
Fe  +  4HNO3====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
56g      252g
48g        x
x=(252g×48g)／56g=216g
HNO3的質量分數=216g／500g×100％=43.2％


(2)若鐵過量，Fe(NO3)3全部被還原，則生成物為Fe(NO3)2。
設HNO3的質量為y
3Fe  +  8HNO3====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
168g     504g
48g        y
y=(504q×48g)/168g=144g
HNO3的質量分數=144g／500g×100=28.8％

因此硝酸的質量分數為28.8％≤HNO3％≤43.2％
被還原的硝酸的物質的量為0.57mol≤被還原的HNO3的物質的量≤0.857mol。

本題考查了學生的審題能力。本題看上去簡單，實際上很復雜。這是因為硝酸與鐵反應時，兩者相對量的不同，最終生成物也不一樣。若鐵與硝酸適量完全反應，則生成Fe(NO3)3；若鐵過量，則生成的Fe(NO3)3要與鐵反應，而最終生成Fe(NO3)2，第一種情況，消耗硝酸較多，第二種情況消耗的硝酸的量較少(因為鐵的質量一定)。若消耗的硝酸的量介于兩者之間，即過量不多，則生成和中既有Fe(NO3)2，又有Fe(NO3)3。因此，本題計算的結果不是確定值，而是在一定的范圍內，故可分兩種情況討論。