Question

18．化學興趣小組的學生將一定質量的鐵粉加入到裝有100.00mL某濃度的稀硝酸溶液中充分反應．
（1）容器中剩有a g的鐵粉，收集到448.00mLNO氣體（標準狀況）．
①所得溶液中溶質的化學式是Fe（NO₃）₂；
②原硝酸溶液的物質的量濃度為0.8mol/L．
（2）向上述固液混合物中逐滴加入稀硫酸直到剛好不再產生某純凈氣體為止，該氣體遇空氣變成紅棕色．此時容器中有鐵粉b g．
①此時溶液中溶質的化學式是FeSO₄；
②a-b的值為5.0．

Answer 1

分析 （1）①容器中剩有a g的鐵粉，生成硝酸亞鐵；
②硝酸完全反應生成硝酸亞鐵與NO，根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算NO的物質的量，根據電子轉移守恒計算參加反應的n（Fe），由氮元素守恒可知：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO），再根據c=$\frac{n}{V}$計算；
（2）①混合物中逐滴加入稀硫酸，F(xiàn)e先和HNO₃（氫離子由硫酸提供）生成NO，然后是Fe和H₂SO₄反應生成H₂，據此確定溶液中的溶質；
②a-b的值為加入硫酸后再溶解的金屬鐵的質量，根據反應方程式中鐵和硝酸根離子量的關系計算即可．

解答 解：（1）①容器中剩有m g的鐵粉，所得溶液中的溶質為Fe（NO₃）₂，
故答案為：Fe（NO₃）₂；
②硝酸完全反應生成硝酸亞鐵與NO，NO的物質的量=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，根據電子轉移守恒，參加反應的n（Fe）=$\frac{0.02mol×3}{2}$=0.03mol，由氮元素守恒可知：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO）=2×0.03mol+0.02mol=0.08mol，故原硝酸的物質的量濃度=$\frac{0.08mol}{0.1L}$=0.8mol/L，
故答案為：0.8；
（2）①向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸溶液中的反應順序為：Fe先和HNO₃（氫離子由硫酸提供）生成NO，因為此時鐵還是有剩余，所以硝酸根離子被消耗光，硝酸根反應完全后，再是Fe和H₂SO₄反應生成H₂，此時溶液中的溶質為硫酸亞鐵，
故答案為：FeSO₄；
②Fe先和HNO₃（氫離子由硫酸提供）生成NO，關系為：3Fe～2NO₃^-，溶液中硝酸根離子的物質的量是0.08mol-0.02mol=0.06mol，所以消耗鐵的物質的量是 $\frac{0.06mol×3}{2}$=0.09mol，質量是0.09mol×56g/mol≈5.0g，即a-b的值為5.0，
故答案為：5.0．

點評 本題考查化學方程式的計算、氧化還原反應計算，側重對解題方法技巧與學生分析解決問題能力的考查，注意根據守恒進行解答，難度較大