Question

14．室溫下，向200mL硝酸溶液中加入6.72g鐵粉，一段時(shí)間后兩者全部反應(yīng)，同時(shí)收集到2.24L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），試計(jì)算硝酸的濃度．

Answer 1

分析 室溫下Fe與硝酸均完全反應(yīng)，由于室溫下Fe在濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，故該硝酸為稀硝酸，反應(yīng)生成氣體為NO，其物質(zhì)的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為0.1mol×（5-2）=0.3mol，F(xiàn)e的物質(zhì)的量為$\frac{6.72g}{56g/mol}$=0.12mol，生成物中Fe元素化合價(jià)為$\frac{0.3mol}{0.12mol}$=2.5，反應(yīng)生成Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒、Fe原子守恒計(jì)算Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃的物質(zhì)的量，再根據(jù)N原子守恒計(jì)算HNO₃的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：室溫下Fe與硝酸均完全反應(yīng)，由于室溫下Fe在濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，故該硝酸為稀硝酸，反應(yīng)生成氣體為NO，其物質(zhì)的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為0.1mol×（5-2）=0.3mol，F(xiàn)e的物質(zhì)的量為$\frac{6.72g}{56g/mol}$=0.12mol，生成物中Fe元素化合價(jià)為$\frac{0.3mol}{0.12mol}$=2.5，反應(yīng)生成Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃，
設(shè)Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.12}\\{2x+3y=0.3}\end{array}\right.$
解得x=y=0.06
根據(jù)N原子守恒n（HNO₃）=0.2mol+0.06mol×2+0.06mol×3=0.4mol，
故該硝酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，
答：該硝酸的物質(zhì)的量濃度為2mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)方程式計(jì)算，關(guān)鍵是判斷反應(yīng)產(chǎn)物，再結(jié)合守恒法計(jì)算解答，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力．