Question

14．向含有0.8mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4g的鐵粉．假設(shè)反應(yīng)分為兩個階段．第一階段為：Fe+HNO₃→Fe（NO₃）₃+NO↑+H₂O．
（1）寫出這兩個階段反應(yīng)的離子方程式．
Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（2）在圖中畫出溶液中Fe²⁺、Fe³⁺、NO₃^-的物質(zhì)的量隨加入鐵粉的物質(zhì)的量變化的關(guān)系圖象（橫坐標為加入鐵粉的物質(zhì)的量，縱坐標為溶液中離子的物質(zhì)的量）．

Answer 1

分析 （1）向含有0.8mol的稀硝酸中慢慢加入22.4g的鐵粉，n（Fe）=$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，F(xiàn)e和硝酸的物質(zhì)的量之比為1：2，二者反應(yīng)先生成硝酸鐵和NO，鐵再和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子；
（2）鐵與稀硝酸的總反應(yīng)為3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，0.8mol硝酸完全完全反應(yīng)消耗0.3molFe，反應(yīng)中總共消耗硝酸根離子的物質(zhì)的量為0.2mol，反應(yīng)后剩余0.6mol硝酸根離子；
開始時硝酸過量，發(fā)生反應(yīng)Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，0.8mol硝酸完全反應(yīng)時，F(xiàn)e³⁺到達最大值，由方程式可知Fe³⁺的最大物質(zhì)的量；
硝酸完全反應(yīng)后，發(fā)生反應(yīng)為2Fe（NO₃）₃+Fe=3Fe（NO₃）₂，根據(jù)方程式可知Fe²⁺的最大物質(zhì)的量，據(jù)此畫出Fe²⁺、Fe³⁺、NO₃^-的物質(zhì)的量隨加入鐵粉的物質(zhì)的量變化的關(guān)系圖象．

解答 解：（1）向含有0.8mol的稀硝酸中慢慢加入22.4g的鐵粉，n（Fe）=$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，F(xiàn)e和硝酸的物質(zhì)的量之比為1：2，二者反應(yīng)先生成硝酸鐵和NO，鐵再和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，離子方程式分別為：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（2）鐵與稀硝酸的總反應(yīng)為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，最初NO₃^-為0.8mol，0.8mol硝酸完全完全反應(yīng)消耗0.3molFe，反應(yīng)中總共消耗硝酸根離子的物質(zhì)的量為0.2mol，則反應(yīng)后剩余0.6mol硝酸根離子；
開始時硝酸過量，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，0.8mol硝酸完全反應(yīng)時，F(xiàn)e³⁺到達最大值，由方程式可知Fe³⁺的最大物質(zhì)的量為：0.8mol×$\frac{1}{4}$=0.2mol，消耗Fe為0.2mol，
硝酸完全反應(yīng)后，發(fā)生反應(yīng)為：2Fe（NO₃）₃+Fe=3Fe（NO₃）₂，根據(jù)方程式可知Fe²⁺的最大物質(zhì)的量為：0.2mol×$\frac{3}{2}$=0.3mol，消耗Fe為0.2mol×$\frac{1}{2}$=0.1mol，
所以Fe²⁺、Fe³⁺、NO₃^-的物質(zhì)的量隨加入鐵粉的物質(zhì)的量變化的關(guān)系圖象為：，

故答案為：．

點評 本題考查了離子反應(yīng)計算及其應(yīng)用，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握離子方程式的書寫原則，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．