Question

12．将14g铁粉投入到500mL某稀硝酸中，经充分反应后，测得Fe和HNO₃均无剩余．已知反应放出的气体在标准状况下为4.48L．假定反应前后溶液的体积不变且还原产物只有一种，则原硝酸的物质的量浓度是（　　）

• A． 0.8 mol•L^-1
• B． 1.6 mol•L^-1
• C． 1.4 mol•L^-1
• D． 0.75 mol•L^-1

Answer 1

分析 将14g铁粉投入到500mL某稀硝酸中，充分反应后，还原产物只有一种即产生的是NO，金属铁粉和硝酸之间的反应分为铁过量和不足两种情况，可以根据一氧化氮的物质的量确定是哪种情况；根据电子守恒和元素守恒设未知数进行计算即可．

解答 解：铁与稀硝酸可能发生反应：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O、3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
由反应放出的气体在标准状况下为4.48L，即n（NO）=0.2mol，
n（Fe）=$\frac{14g}{56g/mol}$=0.25mol，如生成Fe（NO₃）₃，则生成0.25molNO，如生成Fe（NO₃）₂，则生成0.25mol×$\frac{2}{3}$≈0.17mol，则说明生成Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，
令Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂物质的量分别为xmol、ymol，根据Fe元素守恒及电子转移守恒，可得：x+y=0.25，3x+2y=0.2×3，解得x=0.1、y=0.15，
根据N元素守恒可知，n（HNO₃）=3n[Fe（NO₃）₃]+2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO）=3×0.1mol+2×0.15mol+0.2mol=0.8mol，则原硝酸的物质的量浓度=$\frac{0.8mol}{0.5L}$=1.6mol/L，
故选B．

点评 本题考查学生金属铁和硝酸之间的反应情况，注意元素守恒和电子守恒的应用是重点，难度较大．