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．
（1）容器中剩有m g的铁粉，收集到NO气体448mL（标准状况下）．
①所得溶液中的溶质的化学式是

 

；
②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．
①此时溶液中溶质的化学式是

 

；
②m的值为

 

 g．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）①容器中剩有m 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=

V

Vm

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=

n

V

计算；
（2）①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；
②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），纵观（1）（2）整个过程，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）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=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，根据电子转移守恒，参加反应的n（Fe）=

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=

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，因此溶液中的反应顺序为Fe先和HNO₃（氢离子由硫酸提供）生成NO，硝酸根反应完全后，Fe和H₂SO₄反应生成H₂，因此此时溶液中的溶质为硫酸亚铁，
故答案为：FeSO₄；
②由①可知，NO₃^-最终全部转化为NO，根据N元素守恒可知两个过程中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，则

2x+0.06×30

x+0.06

=16，解得x=0.06，纵观（1）（2）整个过程，Fe转化为亚铁离子失去的电子数等于生成NO、氢气获得的电子数之和，根据电子转移守恒n（Fe）=

0.03mol×2+0.08mol×3

2

=0.15mol，故Fe的质量=0.15mol×56g/mol=8.4g，
故答案为：8.4．

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．