Question

8．向含Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃的稀溶液中逐渐加入铁粉，c（Fe²⁺）的变化如图所示．
（1）横坐标0～1段反应的离子方程式为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（2）忽略溶液体积的变化，则原溶液c（NO₃^-）为9mol/L．

Answer 1

分析 根据氧化性：HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，Fe先与氧化性强的物质反应，0～1段发生反应：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，1～2段发生反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，2～3段发生反应Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，据此结合图象数据进行计算．

解答 解：（1）根据氧化性：HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，0～1段为Fe与硝酸反应，反应方程式为：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，反应的离子方程式为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（2）原溶液中的硝酸根离子来自硝酸铁、硝酸铁和硝酸，
0～1段发生反应为Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，总共消耗1molFe，则原溶液中含有硝酸的物质的量为1mol×$\frac{4}{1}$=4mol，同时反应生成1mol硝酸铁；
1～2段发生反应为Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，该段消耗1molFe，则生成的亚铁离子的物质的量为：1mol×3=3mol，亚铁离子浓度为3mol/L，则该溶液体积为1L；此时溶液中消耗硝酸铁的物质的量为：1mol×2=2mol，则原溶液中含有硝酸铁的物质的量为：2mol-1mol=1mol；
2～3段发生反应为Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，该段总共消耗1mol铁，说明原溶液中含有硝酸铁的物质的量为1mol；
则原溶液中含有硝酸根离子的物质的量为：n（NO₃^-）=3n[Fe（NO₃）₃]+2n[Cu（NO₃）₂]+n（HNO₃）=1mol×3+1mol×2+4mol×1=9mol，
该溶液体积为1L，则原溶液中硝酸根离子浓度为：c（NO₃^-）=$\frac{9mol}{1L}$=9mol/L，
故答案为：9mol/L．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．