Question

(10分)有三份不同質(zhì)量的鐵粉樣品①②③，甲、乙、丙三位同學(xué)各取一份樣品分別與含有0.8molHNO3的稀硝酸反應(yīng),反應(yīng)后硝酸和鐵均無剩余，且硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。據(jù)此回答下列問題：

（1）甲取樣品①，反應(yīng)后的溶液中鐵只以Fe3+離子的形式存在，則樣品①的質(zhì)量為 g。

（2）乙取樣品②，反應(yīng)后的溶液中既含有Fe3+、又含有Fe2+離子，則樣品②的質(zhì)量(設(shè)為ag)范圍是 。

（3）丙取樣品③，將其慢慢加入到稀硝酸中，并不斷攪拌，反應(yīng)過程中溶液里Fe3+、Fe2+、NO3—三種離子中的兩種離子的物質(zhì)的量的變化曲線如下圖所示，則該曲線表示的是 物質(zhì)的量變化的曲線，請(qǐng)你在此圖中再畫出另外種離子的物質(zhì)的量的變化曲線。

 

Answer 1

⑴11.2g ⑵11.2＜a＜16.8 ⑶NO3-

【解析】

試題分析：⑴設(shè)Fe的物質(zhì)的量是x，則生成硝酸鐵也是x，所以被還原的硝酸是0.8mol-3x。根據(jù)電子的得失守恒可知，3x＝3×(0.8mol－3x)，解得x=0.2mol，所以鐵的質(zhì)量是0.2mol×56g/mol=11.2g。

⑵如果鐵的氧化產(chǎn)物是亞鐵離子，則生成硝酸亞鐵是x，所以被還原的硝酸是0.8mol－2x。根據(jù)電子的得失守恒可知，2x＝3×(0.8mol－2x)，解得x=0.3mol，所以鐵的質(zhì)量是0.3mol×56g/mol=16.8g。因此如果是反應(yīng)后的溶液中既含有Fe3+，又含有Fe2+，則樣品②的質(zhì)量是11.2＜a＜16.8。

⑶由于最初溶液中NO3-的物質(zhì)的量就是0.8mol，所以曲線表示的是NO3-的物質(zhì)的量變化的曲線；根據(jù)反應(yīng)的方程式Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O、2Fe(NO3)3+Fe= 3Fe(NO3)2可知，鐵離子的最大值是0.2mol。如果繼續(xù)加入鐵，則開始生成亞鐵離子，亞鐵離子的最大值是0.3mol；綜上分析便可畫出Fe3+、Fe2+離子的物質(zhì)的量的變化曲線。

考點(diǎn)：考查鐵與硝酸反應(yīng)的化學(xué)計(jì)算。