Question

2.8克Fe全部溶于一定浓度、100mL的HNO₃溶液中，得到标况下的气体1.12L，反应后的溶液中H⁺浓度是0.1mol/L，若反应前后溶液的体积不变．则（直接填写结果）
（1）气体的成分是

 

（2）原硝酸溶液物质的量浓度是

 

（3）反应后还能溶解Fe的最大质量是

 

．

Answer 1

考点：硝酸的化学性质

专题：

分析：铁与浓硝酸反应生成二氧化氮，与稀硝酸反应生成一氧化氮，有题意反应后的溶液中H⁺浓度是0.1mol/L，则硝酸剩余，Fe失去电子变为Fe³⁺，依据铁失去电子数等于硝酸得到电子数判断硝酸被还原的产物；依据氮原子个数守恒计算硝酸的物质的量浓度；依据3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，计算硝酸最多溶解的铁的质量，减去2.8g即为反应后还能溶解的铁的最大质量．

解答： 解：2.8克Fe全部溶于一定浓度、100mL的HNO₃溶液中，得到标况下的气体1.12L，反应后的溶液中H⁺浓度是0.1mol/L，可知反应后硝酸有剩余，所以铁全部变为三价铁离子，
（1）n（Fe）=

2.8g

56g/mol

=0.05mol，n（气体）=

1.12L

22.4/mol

=0.05mol，则由氧化还原反应中得失电子守恒规律可知，气体中N元素的化合价为+2价，则气体为NO，
故答案为：NO；
（2）根据氮原子守恒得原溶液中n（HNO₃）=n（NO）+3n[Fe（NO₃）₃]+n（HNO₃） _（剩余）=0.05mol+3×0.05mol+0.1mol/L×0.1L=0.21mol，
则原来硝酸的浓度=

0.21mol

0.1L

=2.1mol/L，故答案为：2.1mol/L；
（3）原硝酸为0.02mol+0.05mol+0.15mol=0.21mol，由3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，最多消耗Fe为0.21mol×

3

8

×56g/mol=4.41g，则还能溶解4.41g-2.8=1.61g，故答案为：1.61g．

点评：本题考查了硝酸的性质和相关计算，题目难度中等，解答有关硝酸的计算题把握电子守恒、原子个数守恒是解题关键．