Question

將10g鐵置于40mL某濃度的硝酸中，再微熱充分反應(yīng)后，共收集到NO，NO₂混合氣體1792mL，溶液里還殘留4.4g固體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．求：
（1）NO的體積為______mL，NO₂的體積為______mL．
（2）則原硝酸溶液的濃度為______mol/L．
（3）欲使鐵與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO₃，至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水______g．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

解：最后溶液中尚余4.4g固體，該固體是鐵，則溶液中鐵以亞鐵離子存在，即溶液中的溶質(zhì)是硝酸亞鐵，反應(yīng)至結(jié)束共收集到氣體1792mL氣體（均為標(biāo)況下測(cè)定，不考慮N₂O₄存在），混合氣體的物質(zhì)的量==0.08mol，反應(yīng)消耗鐵的物質(zhì)的量=，
（1）設(shè)n（NO）是xmol，n（NO₂）是ymol，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒列方程組為：

則V（NO）=0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL，
V（NO₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.488L=488mL，
故答案為：1344；448；
（2）無(wú)論是二氧化氮還是一氧化氮，n（NO_x）=n（HNO₃）（作氧化劑），n[Fe（NO₃）₂]=n（HNO₃）（作酸），根據(jù)氮原子守恒，硝酸的物質(zhì)的量=n（NO_x）+2n[Fe（NO₃）₂]=0.08mol+0.1mol×2=0.28mol，
C（HNO₃）==7 mol/L，
故答案為：7；
（3）反應(yīng)生成NO 0.06mol，NO₂ 0.02mol，欲使鐵與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO₃，
則二者共失去電子0.06mol×（5-2）+0.02mol×（5-1）=0.2mol，
雙氧水的電子應(yīng)為0.2mol，則需雙氧水0.1mol，
m（H₂O₂）=34g/mol×0.1mol=3.4g，
則至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水為=11.3g，
故答案為：11.3．
分析：（1）根據(jù)氮原子守恒及得失電子數(shù)相等列方程組解出一氧化氮和二氧化氮的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)氮原子守恒計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量濃度；
（3）根據(jù)得失電子守恒計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，明確鐵和硝酸反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)是解本題的關(guān)鍵，注意鐵先和硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵，然后鐵再和硝酸鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵，再結(jié)合原子守恒、得失電子守恒來(lái)分析解答即可，難度較大．