Question

已知铁粉与稀硝酸能发生反应：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O（Fe过量），Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O（HNO₃过量）．将一定量的铁粉溶解在一定浓度的稀硝酸中，当铁粉完全溶解后，收集到6g NO气体（设HNO₃的还原产物只有NO）．试求：
（1）被还原的HNO₃的质量为多少？（2）参加反应的HNO₃的质量为多少．

Answer 1

分析：（1）HNO₃的还原产物只有NO，根据氮原子守恒，被还原的HNO₃的物质的量等于NO的物质的量．据此计算．
（2）根据反应3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O（Fe过量），Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O（HNO₃过量）可知，不论Fe过量，还是HNO₃过量，每4molHNO₃反应都生成1molNO，所以参加反应HNO₃的物质的量为NO的4倍．据此计算．

解答：解：（1）6g NO气体的物质的量为

6g

30g/mol

=0.2mol，HNO₃的还原产物只有NO，根据氮原子守恒，被还原的HNO₃的物质的量等于NO的物质的量，所以被还原的HNO₃的质量为0.2mol×63g/mol=12.6g．
答：被还原的HNO₃的质量为12.6g．
（2）根据反应3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O（Fe过量），Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O（HNO₃过量）可知，不论Fe过量，还是HNO₃过量，每4molHNO₃反应都生成1molNO，所以参加反应HNO₃的物质的量为NO的4倍．所以参加反应的HNO₃的质量为0.2mol×4×63g/mol=50.4g．
答：参加反应的HNO₃的质量为50.4g．

点评：考查氧化还原反应的计算，难度中等，注意（1）中原子守恒运用；（2）中解题关键在于根据方程式判断参加反应HNO₃的物质的量为NO的4倍，否则无法计算，不清楚发生的反应情况．