Question

铁在热的稀HNO₃中反应，其主要还原产物为N₂O，而在冷的稀HNO₃中反应，其主要还原产物为NO，当溶液更稀时，其主要还原产物是NH₄⁺．请分析下图，回答有关问题．
（1）判断从o点到a点时的还原产物为______，b点到c点时还原产物为______；
（2）已知到达d点时，反应完全结束，此时溶液中的主要阳离子______；
（3）判断c点和d点投入金属铁的物质的量之比n_c（Fe）/n_d（Fe）=______．

Answer 1

【答案】分析：根据题意可知，题给出的图象可分为两部分，其一为H⁺浓度随n（Fe） 的改变情况；其二为产生气体的体积随n（Fe）的改变情况，从题给条件知铁在冷稀HNO₃中生成NO，在热稀HNO₃中生成N₂O，Fe与HNO₃ 反应为放热反应．
A、铁在冷稀HNO₃中生成NO，开始为冷稀硝酸，所以从o点到a点时的还原产物为 NO．bc段气体总体积为一定值，bc段产物为NH₄⁺．
B、cd段 H⁺耗尽无气体产生，是Fe与Fe（NO₃）₃反应．
C、cd段 H⁺耗尽无气体产生，是Fe与Fe（NO₃）₃反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，d点时，反应完全结束，溶液中n（Fe²⁺）=n_d（Fe），c点溶液中n（Fe³⁺）=n_c（Fe），由方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺判断比n_c（Fe）/n_d（Fe）．
解答：解：（1）从题给条件知铁在冷稀HNO₃中生成NO，开始为冷稀硝酸，所以从o点到a点时的还原产物为 NO，bc段气体总体积为一定值，b点到c点时还原产物为NH₄⁺．
故答案为：NO，NH₄⁺．
（2）cd段 H⁺耗尽无气体产生，是Fe与Fe（NO₃）₃反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，d点时，反应完全结束，此时溶液中的主要阳离子
是Fe²⁺．
故答案为：Fe²⁺．
（3）cd段 H⁺耗尽无气体产生，是Fe与Fe（NO₃）₃反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，d点时，反应完全结束，溶液中n（Fe²⁺）=n_d（Fe），c点溶液中n（Fe³⁺）=n_c（Fe），由方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，可知比n_c（Fe）/n_d（Fe）=2：3．
故答案为：2：3．
点评：考查硝酸的性质、有关图象计算、氧化还原反应等，难度中等，根据题目信息结合图象判断各段发生的反应是解题的关键．