Question

【题目】有三份不同质量的铁粉样品①②③，甲、乙、丙三位同学各取一份样品分别与含有0.8molHNO3的稀硝酸反应，反应后硝酸和铁均无剩余，且硝酸的还原产物只有NO。据此回答下列问题：

（1）甲取样品①，反应后的溶液中铁只以 Fe3+离子的形式存在，则样品①的质量为_________g。

（2）乙取样品②，反应后的溶液中既含有Fe3+、又含有Fe2+离子，则样品②的质量 （设为ag）范围是________。

（3）丙取样品③，将其慢慢加入到稀硝酸中，并不断搅拌，反应过程中溶液里Fe3+、Fe2+、NO3三种离子中的一种离子的物质的量的变化曲线如下图所示，则该曲线表示的是物质的量变化的曲线，请你在此图中再画出另外两种离子的物质的量的变化曲线。

Answer 1

【答案】

（1）11.2

（2）11.2<a<16.8 或 11.2g<ag<16.8g

（3）NO3（1分）如下图

【解析】

试题分析：（1）设Fe的物质的量是x，则生成硝酸铁也是x，所以被还原的硝酸是0.8mol－3x，根据电子的得失守恒可知，3x＝3×（0.8mol－3x），解得x＝0.2mol，所以铁的质量是0.2mol×56g/mol＝11.2g。

（2）如果铁的氧化产物是亚铁离子，则生成硝酸亚铁是2x，所以被还原的硝酸是0.8mol－2x，

根据电子的得失守恒可知，2x＝3×（0.8mol－2x），解得x＝0.3mol，所以铁的质量是0.3mol×56g/mol＝16.8g，因此如果是反应后的溶液中既含有Fe3+、又含有Fe2+离子，则样品②的质量是11.2＜a＜16.8；

（3）由于最初溶液中NO3－的物质的量就是0.8mol，所以曲线表示的是NO3－的物质的量变化的曲线；根据反应的方程式Fe＋4HNO3＝Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O、2Fe（NO3）3＋Fe=3Fe（NO3）2可知，铁离子的最大值是0.2mol。如果继续加入铁，则开始生成亚铁离子，亚铁离子的最大值是0.3mol。