Question

在500g稀硝酸中投入48g铁粉，若两种物质恰好完全反应(还原产物为NO)。求：
(1)稀HNO3的质量分数？
(2)被还原的硝酸的物质的量？

Answer 1

(1)若铁不过量，则生成物为Fe(NO3)3
设HNO3的质量为x
Fe  +  4HNO3====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
56g      252g
48g        x
x=(252g×48g)／56g=216g
HNO3的质量分数=216g／500g×100％=43.2％


(2)若铁过量，Fe(NO3)3全部被还原，则生成物为Fe(NO3)2。
设HNO3的质量为y
3Fe  +  8HNO3====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
168g     504g
48g        y
y=(504q×48g)/168g=144g
HNO3的质量分数=144g／500g×100=28.8％

因此硝酸的质量分数为28.8％≤HNO3％≤43.2％
被还原的硝酸的物质的量为0.57mol≤被还原的HNO3的物质的量≤0.857mol。

本题考查了学生的审题能力。本题看上去简单，实际上很复杂。这是因为硝酸与铁反应时，两者相对量的不同，最终生成物也不一样。若铁与硝酸适量完全反应，则生成Fe(NO3)3；若铁过量，则生成的Fe(NO3)3要与铁反应，而最终生成Fe(NO3)2，第一种情况，消耗硝酸较多，第二种情况消耗的硝酸的量较少(因为铁的质量一定)。若消耗的硝酸的量介于两者之间，即过量不多，则生成和中既有Fe(NO3)2，又有Fe(NO3)3。因此，本题计算的结果不是确定值，而是在一定的范围内，故可分两种情况讨论。