Question

4．（1）m g鐵屑與含有 n gHNO₃的硝酸溶液恰好完全反應(yīng)，若 m：n=1：2.7，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Fe+12HNO₃=5Fe（NO₃）₂+N₂↑+6H₂O（假設(shè)還原產(chǎn)物只有一種，且只生成一種鹽）
（2）含 n g HNO₃的稀硝酸溶液恰好使5.6g鐵粉完全溶解，若有 n/4gHNO₃被還原成NO（無(wú)其它還原產(chǎn)物）則 n 的范圍為16.8≤n≤25.2
（3）某條件下鋅和硝酸反應(yīng)時(shí)的物質(zhì)的量之比為2：5，此時(shí)硝酸的還原產(chǎn)物是N₂O或NH₄NO₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Fe與硝酸的質(zhì)量之比求出，其物質(zhì)的量之比，根據(jù)電子守恒求出反應(yīng)產(chǎn)物中N、Fe的化合價(jià)，再寫出反應(yīng)方程式；
（2）采用極限法分析，假設(shè)生成的硝酸鹽為硝酸鐵或硝酸亞鐵，據(jù)此確定n的范圍；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計(jì)算確定生成物．

解答 解：m g鐵屑與含有 n gHNO₃的硝酸溶液恰好完全反應(yīng)，若 m：n=1：2.7，
則n（Fe）：n（HNO₃）=$\frac{1}{56}$：$\frac{2.7}{63}$=5：12，
若生成+2價(jià)鐵，則Fe失去電子為10，則硝酸得電子數(shù)為10，即生成產(chǎn)物為氮?dú)猓?br />若生成+3價(jià)鐵，則Fe失去電子為15，則硝酸得電子數(shù)為15，沒(méi)有滿足條件的產(chǎn)物，
其反應(yīng)的方程式為：5Fe+12HNO₃=5Fe（NO₃）₂+N₂↑+6H₂O，
故答案為：5Fe+12HNO₃=5Fe（NO₃）₂+N₂↑+6H₂O；
（2）鐵的物質(zhì)的量=$\frac{5.6g}{56g/mol}$，假設(shè)生成的是硝酸鐵，根據(jù)硝酸鐵的化學(xué)式知，作酸的硝酸的物質(zhì)的量是鐵物質(zhì)的量的3倍，則作酸的硝酸的物質(zhì)的量是0.3mol，有$\frac{1}{4}$的硝酸被還原，則作酸的硝酸占$\frac{3}{4}$，所以參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.4mol，其質(zhì)量為0.4mol×63g/mol=25.2g，
假設(shè)生成的是硝酸亞鐵，根據(jù)硝酸亞鐵的化學(xué)式知，作酸的硝酸的物質(zhì)的量是鐵物質(zhì)的量的2倍，則作酸的硝酸的物質(zhì)的量是0.2mol，有$\frac{1}{4}$的硝酸被還原，則作酸的硝酸占$\frac{3}{4}$，所以參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為$\frac{0.8}{3}$mol，其質(zhì)量為$\frac{0.8}{3}$mol×63g/mol=16.8g，
所以n的取值范圍為16.8g≤n≤25.2g，
故答案為：16.8g≤n≤25.2g；
（3）某條件下鋅和硝酸反應(yīng)時(shí)的物質(zhì)的量之比為2：5，則起酸作用的硝酸的物質(zhì)的量是鋅的2倍，剩余部分硝酸作氧化劑，氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，所以硝酸還原產(chǎn)物中氮元素的平均化合價(jià)=5-$\frac{2×2}{1}$=+1，所以硝酸的還原產(chǎn)物為N₂O或NH₄NO₃，
故答案為：N₂O或NH₄NO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，把握發(fā)生的反應(yīng)、反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意電子守恒的應(yīng)用，題目難度中等．