Question

3．加熱條件下把16.8g鐵粉完全溶解于100mL某濃度的硝酸中，如反應只收集到0.4mol NO₂和0.1mol NO，下列說法不正確的是（　�。�

• A． 反應后溶液中NO₃^-的物質(zhì)的量為0.7 mol
• B． 硝酸有剩余，鐵粉反應完
• C． 反應后生成的鹽為Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，其物質(zhì)的量之比為1：2
• D． 該硝酸的濃度為12 mol•L^-1

Answer 1

分析 16.8g Fe的物質(zhì)的量為$\frac{16.8g}{56g/mol}$=0.3mol，轉(zhuǎn)移電子為0.4mol×1+0.1mol×3=0.7mol，生成物中Fe元素平均化合價為$\frac{0.7mol}{0.3mol}$=+$\frac{7}{3}$，故反應生成Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，令二者物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則$\frac{3x+2y}{x+y}$=$\frac{7}{3}$，整理可得x：y=1：2，結(jié)合N原子守恒計算原硝酸的濃度，由于有Fe（NO₃）₂生成，則硝酸完全反應．

解答 解：16.8g Fe的物質(zhì)的量為$\frac{16.8g}{56g/mol}$=0.3mol，轉(zhuǎn)移電子為0.4mol×1+0.1mol×3=0.7mol，生成物中Fe元素平均化合價為$\frac{0.7mol}{0.3mol}$=+$\frac{7}{3}$，故反應生成Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，令二者物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則$\frac{3x+2y}{x+y}$=$\frac{7}{3}$，整理可得x：y=1：2，由于有Fe（NO₃）₂生成，則硝酸完全反應．
A．反應后溶液中溶質(zhì)為Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，轉(zhuǎn)移電子為0.7mol，由電荷守恒可知反應后溶液中NO₃^-的物質(zhì)的量為0.7 mol，故A正確；
B．由上述分析可知，F(xiàn)e與硝酸均完全反應，故B錯誤；
C．由上述分析可知，反應后生成的鹽為Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，其物質(zhì)的量之比為1：2，故C正確；
D．根據(jù)N原子守恒，原溶液中硝酸為0.7mol+0.4mol+0.1mol=1.2mol，故該硝酸的濃度為$\frac{1.2mol}{0.1L}$=12 mol•L^-1，故D正確，
故選：B．

點評 本題考查氧化還原反應有關計算，關鍵是根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒判斷生成硝酸鐵、硝酸亞鐵，注意守恒法的應用，難度中等．