Question

向含Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃的稀溶液中逐渐加入铁粉，c（Fe²⁺）的变化如图所示．（忽略溶液体积变化）
（1）加入1mol铁粉时，所得溶液的主要成分是

 

（填化学式）．
（2）实验中可产生标准状态下的气体体积为

 

L．
（3）原溶液Fe（NO₃）₃的浓度为

 

．

Answer 1

分析：根据氧化性：HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，Fe先与氧化性强的物质反应，即Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，然后是：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，最后阶段Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，由图中起点、拐点、终点的位置来确定化学反应情况．

解答：解：（1）Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃的稀溶液氧化性为HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，金属铁先和氧化性强的离子反应，当加入金属铁1mol是发生Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，所得溶液的主要成分是Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂，故答案为：Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂；
（2）只有在第一阶段产生气体，由方程式可知：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，
                                       1mol                22.4L
故答案为：22.4；
（3）第二阶段与三价铁反应，而第一阶段生成1mol的Fe（NO₃）₃，而第二阶段消耗1mol的铁，由方程式知：
Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
1mol    2mol       
1mol    2mol      
所以原溶液中硝酸铁的物质的量为：2mol-1mol=1mol，
第三阶段加铁粉1mol，亚铁离子的浓度增加1mol/L，即溶液的体积为1L，所以c（Fe（NO₃）₃）=1mol/L，故答案为：1mol/L．

点评：本题考查学生金属铁所发生的氧化还原反应知识，注意平时知识的积累是解题的关键，综合性较强，结合图象考查增加了难度．