题目内容

1.往一个盛有100mL的硝酸(浓度为1.0mol/L)和硫酸(浓度为2.0mol/L)的混和稀溶液中逐渐加入铁粉至反应停止,生成的气体与所加入铁粉的质量如下所示
(1)铁与过量的稀硝酸反应的离子反应为:1Fe+4H++1NO3--1Fe3++1NO↑+2H2O
配平上面离子方程式;在酸性中H+的氧化性<NO3-(填“<、=、>”)
(2)写出A→B反应的离子方程式Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3)在相同条件下,求在A点之前产生的气体与B点之后产生的气体的体积比(写出计算过程)

分析 (1)铁与过量的稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水;酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性,氢离子具有弱氧化性;
(2)由图象可知,开始就产生气体,中间气体体积不变,后段气体体积增大,故OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,B以后段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(3)OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,B以后段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,结合离子方程式计算.

解答 解:(1)铁与过量的稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水,其反应的离子方程式为:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O;酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性,氢离子具有弱氧化性,所以在酸性中H+的氧化性<NO3-;
故答案为:1、4、1、1、1、2;<;
(2)由图象可知,开始就产生气体,中间气体体积不变,后段气体体积增大,故OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,B以后段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(3)OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,n(NO)=n(NO3-)=0.1L×1.0mol/L=0.1mol,
溶液中氢离子的总物质的量为0.1L×1.0mol/L+0.1L×2.0mol/L×2=0.5mol,OA段消耗氢离子为0.4mol,
则BC段消耗氢离子为0.1mol,发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,n(H2)=$\frac{1}{2}$n(H+)=0.1mol×$\frac{1}{2}$=0.05mol,
所以在A点之前产生的气体与B点之后产生的气体的体积比0.1mol:0.05mol=2:1;
答:在A点之前产生的气体与B点之后产生的气体的体积比为2:1.

点评 本题以图象为载体,考查有关金属和酸反应的计算题,题目难度中等,关键根据图象分析各段发生的反应,注意Fe与硝酸的离子方程式,侧重于考查学生的分析能力和计算能力.

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