Question

将一定质量的铁粉加入到装有100mL某浓度的稀硝酸溶液中充分反应．容器中剩有m g铁粉，收集到NO气体448mL（标准状况下）．
（1）原硝酸溶液的物质的量浓度为

 

mol?L^-1．
（2）向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸直到铁粉完全溶解，测得所产生的气体平均相对分子质量为16，则m的值为

 

g．

Answer 1

考点：硝酸的化学性质,氧化还原反应的计算

专题：氮族元素

分析：（1）铁粉有剩余说明硝酸完全反应，铁粉与硝酸反应生成的产物为硝酸亚铁和一氧化氮和水，依据方程式计算解答；
（2）向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸直到铁粉完全溶解，测得所产生的气体平均相对分子质量为16，说明气体为NO、氢气的混合气体，溶液中硝酸根完全反应，溶质为硫酸亚铁，根据N元素守恒计算两个过程中NO的总物质的量，进而计算加入硫酸后生成n（NO），根据平均相对分子质量计算n（氢气），依据氧化还原反应中得失电子数守恒，Fe转化为亚铁离子失去的电子数等于生成NO、氢气获得的电子数，根据电子转移守恒计算n（Fe），再根据m=nM计算其质量．

解答： 解：（1）将一定质量的铁粉加入到装有100mL某浓度的稀硝酸溶液中充分反应．容器中剩有m g铁粉，则该过程中发生的反应是：3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成NO气体的物质的量为=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol则：
3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
      8                   2
      n（HNO₃）            0.02mol          
  n（HNO₃）=

0.02mol×8

2

=0.08mol，所以硝酸的浓度 c（HNO₃）=

0.08mol

0.1L

=0.8mol?L^-1，
故答案为：0.8；
（2）有题意得，加入硫酸直到铁粉完全溶解，产生的气体为NO、氢气的混合气体，溶液中硝酸根完全反应，溶质为硫酸亚铁，NO₃^-最终全部转化为NO，根据N元素守恒可知两个过程中产生的NO的总物质的量=0.08mol，故加入硫酸后生成n（NO）=0.08mol-0.02mol=0.06mol，令生成氢气的物质的量为x mol，
依据气体平均相对分子质量为16，可知

0.06mol×30g/mol+2g/mol×x

0.06mol+x

=16g/mol，解得x=0.06mol，
上述两个过程中，依据氧化还原反应得失电子守恒规律可知：Fe转化为亚铁离子失去的电子数等于等于生成NO、氢气获得的电子数之和，所以：
n（Fe）×2=0.03mol×2+0.08mol×3，
解得n（Fe）=0.15mol，Fe的质量=0.15mol×56g/mol=8.4g，
故答案为：8.4．

点评：本题考查了有关硝酸的计算，题目难度中等，明确反应的实质，结合原子个数、氧化还原反应中得失电子守恒即可解答．