Question

將10g鐵置于40mL某濃度的硝酸中，再微熱充分反應(yīng)后，共收集到1792mL混合氣體，溶液里還殘留4.4g固體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．求：
（1）反應(yīng)被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量
（2）原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度
（3）混合氣體的組成成分及其體積比．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：反應(yīng)中殘留固體為Fe，說(shuō)明硝酸完全反應(yīng)，反應(yīng)生成硝酸亞鐵，F(xiàn)e與濃硝酸反應(yīng)得到二氧化氮，隨反應(yīng)進(jìn)行濃硝酸變稀，與稀硝酸反應(yīng)得到NO，故混合氣體為NO、NO₂，
（1）被還原的硝酸生成NO、NO₂，未被還原的硝酸生成硝酸亞鐵，根據(jù)參加反應(yīng)的Fe計(jì)算硝酸亞鐵物質(zhì)的量，根據(jù)N元素守恒計(jì)算；
（2）根據(jù)N元素守恒：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO、NO₂），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算；
（3）令混合氣體在NO、NO₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者體積及電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算解答．

解答： 解：反應(yīng)中殘留固體為Fe，說(shuō)明硝酸完全反應(yīng)，反應(yīng)生成硝酸亞鐵，F(xiàn)e與濃硝酸反應(yīng)得到二氧化氮，隨反應(yīng)進(jìn)行濃硝酸變稀，與稀硝酸反應(yīng)得到NO，故混合氣體為NO、NO₂，
（1）被還原的硝酸生成NO、NO₂，根據(jù)N元素守恒，n_被還原（HNO₃）=n（NO、NO₂）=

1.792L

22.4L/mol

=0.08mol，參加反應(yīng)Fe的物質(zhì)的量=

10g-4.4g

56g/mol

=0.1mol，未被還原的硝酸生成硝酸亞鐵，故n_未被還原（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]=0.1mol×2=0.2mol，
答：反應(yīng)被還原的硝酸的物質(zhì)的量為0.08mol，未被還原的硝酸的物質(zhì)的量為0.2mol；
（2）根據(jù)N元素守恒：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO、NO₂）=0.2mol+0.08mol=0.28mol，故原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度=

0.28mol

0.04L

=7mol/L，
答：原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為7mol/L；
（3）令混合氣體在NO、NO₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者體積及電子轉(zhuǎn)移守恒列方程：

x+y=0.08 3x+y=0.1×2

解得x=0.06、y=0.02
故NO、NO₂的體積之比=0.06mol：0.02mol=3：1，
答：混合氣體的成分為NO、NO₂，二者體積之比為3：1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式計(jì)算，難度不大，明確發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，注意利用守恒思想進(jìn)行解答．