Question

2.80g鐵與100mL稀硝酸混合后充分反應(yīng)，產(chǎn)生氣體為NO，反應(yīng)后鐵、硝酸均無(wú)剩余．向反應(yīng)后的溶液中加入100mL0.2mol?L^-1的碘化鉀溶液，恰好將溶液中的Fe³⁺全部還原．求原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

解：參加反應(yīng)的硝酸有2個(gè)作用，起氧化劑作用，被還原為NO，起酸的作用，生成鐵的硝酸鹽．2.80g鐵的物質(zhì)的量為=0.05mol，由2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂可知溶液中n（Fe³⁺）=n（I^-）=0.1L×0.2mol?L^-1=0.02mol，
所以生成鐵的硝酸鹽為Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，
n[Fe（NO₃）₃]=n（I^-）=0.020mol，
n[Fe（NO₃）₂]=n（Fe）-n[Fe（NO₃）₃]=0.05mol-0.02mol=0.03mol．
根據(jù)電子守衡：n[Fe（NO₃）₃]×3+n[Fe（NO₃）₂]×2=n（NO）×3
即：0.020mol×3+0.030mol×2=n（NO）×3
所以n（NO）=0.040mol
根據(jù)氮元素守衡：n（HNO₃）=n（NO）+n[Fe（NO₃）₃]×3+n[Fe（NO₃）₂]×2
=0.040mol+0.020mol×3+0.030mol×2=0.16mol
所以原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度c（HNO₃）==1.6mol/L．
答：原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度1.6mol/L．
分析：參加反應(yīng)的硝酸有2個(gè)作用，起氧化劑作用，被還原為NO，起酸的作用，生成鐵的硝酸鹽．2.80g鐵的物質(zhì)的量為=0.05mol，由2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂可知溶液中n（Fe³⁺）=n（I^-）=0.1L×0.2mol?L^-1=0.02mol，所以生成鐵的硝酸鹽為Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，n[Fe（NO₃）₃]=n（I^-）=0.020mol，
n[Fe（NO₃）₂]=n（Fe）-n[Fe（NO₃）₃]=0.05mol-0.02mol=0.03mol．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成的NO的物質(zhì)的量，由氮元素守恒可知參加反應(yīng)的硝酸n（HNO₃）=n（NO）+n[Fe（NO₃）₃]×3+n[Fe（NO₃）₂]×2．再根據(jù)物質(zhì)的量濃度定義計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，難度中等，判斷硝酸鹽是解題關(guān)鍵，判斷出硝酸鹽后可利用常規(guī)解法解答，比較麻煩容易出錯(cuò)，本題利用原子守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒進(jìn)行解答，注意氧化還原反應(yīng)中守恒思想的運(yùn)用．