Question

【题目】将10g铁粉置于40ml的HNO3溶液中，微热，反应随着HNO3浓度的降低生成气体的颜色由红棕色变为无色，充分反应后共收集标况下1792mlNO，NO2的混合气体，溶液中还残留了4.4g固体． 请回答下面问题，并写出计算过程．
（1）求该反应中被还原和未被还原的HNO3的物质的量之比
（2）求原HNO3溶液物质的量浓度
（3）求NO、NO2体积．

Answer 1

【答案】
（1）

解：溶于中残留固体为Fe，硝酸完全反应，Fe与硝酸反应生成Fe（NO3）2NO、NO2，未被还原的硝酸转化为Fe（NO3）2，

由Fe原子守恒可知n[Fe（NO3）2]= =0.1mol，则n未被还原（HNO3）=2n[Fe（NO3）2]=0.2mol，被还原的硝酸转化为NO、NO2，n被还原（HNO3）=n（NO+）+n（NO2）= =0.08mol，故反应中被还原和未被还原的HNO3的物质的量之比为：0.08mol：0.2mol=2：5，

答：反应中被还原和未被还原的HNO3的物质的量之比为2：5

（2）

解：根据N原子守恒，n（HNO3）=n未被还原（HNO3）+n被还原（HNO3）=0.2mol+0.08mol=0.28mol，则原HNO3溶液物质的量浓度为 =7mol/L，

答：原HNO3溶液物质的量浓度为7mol/L．

（3）

解：令混合气体中NO为xmol，NO2为ymol，

则有：

解得x=0.06、y=0.02

故标况下V（NO）=0.06mol×22.4L/mol=1.344L

V（NO2）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L

答：标况下得到NO体积为1.344L，NO2体积为0.448L

【解析】（1）溶于中残留固体为Fe，硝酸完全反应，Fe与硝酸反应生成Fe（NO3）2NO、NO2 ， 未被还原的硝酸转化为Fe（NO3）2 ， 由Fe原子守恒可知Fe（NO3）2的物质的量，被还原的硝酸转化为NO、NO2 ， 再根据N原子守恒计算；（2）根据N原子守恒计算HNO3的物质的量，进而计算原HNO3溶液物质的量浓度；（3）根据总体积、电子转移守恒列方程计算各自物质的量，再根据V=nVm计算体积．