Question

5．一定濃度200mL的HNO₃溶液中加入5.6g Fe，全部溶解，得到標準狀況下的NO氣體2.24L，測得反應后溶液中的c（H⁺）=0.1mol/L．若反應前后溶液體積變化忽略不計，則下列有關判斷正確的是（　�。�

• A． 反應前HNO₃溶液的濃度為2.0mol•L^-1
• B． 反應后溶液中含硝酸亞鐵
• C． 反應后的溶液最多還能溶解3.22g Fe
• D． 反應后溶液中c（NO₃^-）=1.5mol•L^-1

Answer 1

分析 n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反應后溶液中的c（H⁺）=0.1mol/L，說明溶液中硝酸過量，
B．少量鐵和稀硝酸反應生成硝酸鐵；
A．根據(jù)氮原子守恒計算原溶液中硝酸的濃度；
D．根據(jù)電荷守恒確定硝酸根離子濃度；
C．反應后的溶液中硝酸與硝酸鐵中含NO₃^-，結合3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O計算最多消耗的Fe．

解答 解：n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反應后溶液中的c（H⁺）=0.1mol/L，說明溶液中硝酸過量，
A．根據(jù)氮原子守恒得原溶液中n（HNO₃）=n（NO）+3n[Fe（NO₃）₃]+n（HNO₃）_（剩余）=0.1mol+3×0.1mol+0.1mol/L×0.2L=0.42mol，
則原來硝酸的濃度=$\frac{0.42mol}{0.2L}$=2.1mol/L，故A錯誤；
B．鐵和過量硝酸反應生成硝酸鐵，故B錯誤；
C．原硝酸的物質的量=0.42mol，由3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，最多消耗Fe為0.42mol×$\frac{3}{8}$×56=8.82g，則還能溶解8.82g-5.6=3.22g，故C正確；
D．根據(jù)電荷守恒得c（NO₃^-）=3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=3×$\frac{0.1mol}{0.2L}$+0.1mol/L=1.6mol/L，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，明確硝酸剩余發(fā)生的化學反應及最多溶解鐵發(fā)生的化學反應是解答本題的關鍵，注意利用原子守恒計算原來硝酸濃度，選項D為解答的難點，題目難度中等．