Question

金属（M）的腐蚀是因为发生反应：M-ne^-→Mrⁿ⁺．金属腐蚀造成很大的经济损失，甚至超过自然灾害，其中钢铁锈蚀最为严重，寻求防止钢铁腐蚀的方法意义重大．
（1）一种钢铁防腐的方法是将钢铁放在冷的浓硝酸中浸泡．但是加热或在稀HNO₃中，铁与硝酸会不断反应．不同浓度的HNO₃与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图．钢铁在冷的浓硝酸中浸泡能防腐的原因是

 

．
（2）工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是

 

（3）由图示可知，密度等于l.35g?mL^-1的硝酸与铁反应时，其还原产物主要是

 

；足量的铁与一定量的浓硝酸反应时，还原产物中NH_+的物质的量分数随

 

而增大；请用一句话概括该图反映出的基本结论

 

（4）m mol铁与极大量的密度为1.35g?mL^-1的硝酸溶液完全反应放出nL气体（体积在标准状况下测定），n的值最接近

 

．
A．22.4m B．33.6m C．44.8m D．67.2m．

Answer 1

考点：硝酸的化学性质

专题：氮族元素

分析：（1）冷的浓硝酸具有强的氧化性，铁在浓HNO₃中会“钝化”在钢铁表面形成一层致密氧化膜；
（2）浓硝酸具有易挥发，见光分解，生成产物污染空气等性质；
（3）根据图象知，该条件下，硝酸主要被还原为NO₂、NO，依据硝酸的密度结结合图象分析硝酸还原产物百分含量的变化规律；
（4）依据图象可知，密度为1.35g?mL^-1的硝酸溶液与铁反应生成的还原产物NO₂、NO的质量分数大约各占50%，设生成的气体的总的物质的量为nmol，依据得失电子守恒计算生成气体的物质的量．

解答： 解：（1）浓硝酸具有强的氧化性，铁在浓HNO₃中会“钝化”在钢铁表面形成一层致密氧化膜，
故答案为：铁在浓HNO₃中会“铁化”在钢铁表面形成一层致密氧化膜；
（2）工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，浓硝酸具有易挥发，见光分解，生成产物污染空气等性质，
故答案为：硝酸易挥发，不稳定，见光易分解，故不易操作，生成物对环境污染严重；
（3）从图中可以看出，当其他条件一致时，在浓硝酸（密度等于l.35g?mL^-1）中，主要产物NO₂、NO，随着硝酸浓度逐渐降低，产物NO₂逐渐减少而NO的相对含量逐渐增多；当HNO₃的浓度降到密度为1.05g?mL^-1时，NH₄⁺离子成为主要产物，所以足量的铁与一定量的浓硝酸反应时，还原产物中NH_+的物质的量分数随硝酸浓度的减小而增大，
该图反映出的基本结论：硝酸的密度越大、浓度越大，其还原产物中氮元素化合价越高，
故答案为：NO₂、NO；硝酸的浓度减小；硝酸浓度（密度）越大，其还原产物化合价越高；
（4）依据图象可知，密度为1.35g?mL^-1的硝酸溶液与铁反应生成的还原产物NO₂、NO的质量分数大约各占50%，设生成气体物质的量为nmol，则二氧化氮和一氧化氮各占0.5n，依据得失电子守恒规律得：m×3=0.5×n×1+0.5×n×3，解得n=1.5mol，标况下的体积为：1.5mol×22.4L/mol=33.6L，
故答案为：B．

点评：本题考查了硝酸的性质，依据有关硝酸的计算，题目难度中等，着重培养学生分析问题解决问题的能力，注意有关硝酸的计算中原子个数守恒和转移电子数守恒的应用．