Question

18．化学兴趣小组的学生将一定质量的铁粉加入到装有100.00mL某浓度的稀硝酸溶液中充分反应．
（1）容器中剩有a g的铁粉，收集到448.00mLNO气体（标准状况）．
①所得溶液中溶质的化学式是Fe（NO₃）₂；
②原硝酸溶液的物质的量浓度为0.8mol/L．
（2）向上述固液混合物中逐滴加入稀硫酸直到刚好不再产生某纯净气体为止，该气体遇空气变成红棕色．此时容器中有铁粉b g．
①此时溶液中溶质的化学式是FeSO₄；
②a-b的值为5.0．

Answer 1

分析 （1）①容器中剩有a g的铁粉，生成硝酸亚铁；
②硝酸完全反应生成硝酸亚铁与NO，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算NO的物质的量，根据电子转移守恒计算参加反应的n（Fe），由氮元素守恒可知：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO），再根据c=$\frac{n}{V}$计算；
（2）①混合物中逐滴加入稀硫酸，Fe先和HNO₃（氢离子由硫酸提供）生成NO，然后是Fe和H₂SO₄反应生成H₂，据此确定溶液中的溶质；
②a-b的值为加入硫酸后再溶解的金属铁的质量，根据反应方程式中铁和硝酸根离子量的关系计算即可．

解答 解：（1）①容器中剩有m g的铁粉，所得溶液中的溶质为Fe（NO₃）₂，
故答案为：Fe（NO₃）₂；
②硝酸完全反应生成硝酸亚铁与NO，NO的物质的量=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，根据电子转移守恒，参加反应的n（Fe）=$\frac{0.02mol×3}{2}$=0.03mol，由氮元素守恒可知：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO）=2×0.03mol+0.02mol=0.08mol，故原硝酸的物质的量浓度=$\frac{0.08mol}{0.1L}$=0.8mol/L，
故答案为：0.8；
（2）①向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸溶液中的反应顺序为：Fe先和HNO₃（氢离子由硫酸提供）生成NO，因为此时铁还是有剩余，所以硝酸根离子被消耗光，硝酸根反应完全后，再是Fe和H₂SO₄反应生成H₂，此时溶液中的溶质为硫酸亚铁，
故答案为：FeSO₄；
②Fe先和HNO₃（氢离子由硫酸提供）生成NO，关系为：3Fe～2NO₃^-，溶液中硝酸根离子的物质的量是0.08mol-0.02mol=0.06mol，所以消耗铁的物质的量是 $\frac{0.06mol×3}{2}$=0.09mol，质量是0.09mol×56g/mol≈5.0g，即a-b的值为5.0，
故答案为：5.0．

点评 本题考查化学方程式的计算、氧化还原反应计算，侧重对解题方法技巧与学生分析解决问题能力的考查，注意根据守恒进行解答，难度较大