Question

3．已知，过量铁粉与稀硝酸反应的方程式为：3Fe+8HNO₃（稀）═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，计算：若在标准状况下，当生成2.24L NO气体时，
①参加反应的铁质量为多少？
②转移的电子物质的量为多少？
③被还原的氧化剂有多少物质的量？

Answer 1

分析 生成的NO在标准状况时的体积为2.24L，物质的量为n=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，根据方程式可知，生成2molNO消耗3molFe，并消耗8mol硝酸，但在被消耗的8mol硝酸中，被还原的硝酸为2mol，根据反应后N的化合价为+2价来分析转移的电子的物质的量．

解答 解：①设参加反应的Fe的物质的量为xmol，根据方程式可知，
3Fe+8HNO₃（稀）═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
3                                                    2
xmol                                             0.1mol
解得x=0.15mol，则质量m=nM=0.15mol×56g/mol=8.4g．
答：消耗Fe的质量为8.4g；
②由于反应前氮元素为+5价，而反应后N的化合价为+2价，故当生成0.1molNO时转移的电子的物质的量为0.1mol×（5-2）=0.3mol，
答：转移的电子物质的量为0.3mol；
③根据方程式可知，生成2molNO消耗3molFe，并消耗8mol硝酸，但在被消耗的8mol硝酸中，被还原的硝酸为2mol，被还原的硝酸的物质的量等于生成的NO的物质的量，即被还原的硝酸为0.1mol；
答：被还原的氧化剂物质的量为0.1mol．

点评 本题考查了有关方程式的计算、氧化还原反应计算，明确元素的化合价和氧化还原反应的相关概念是解本题的关键，该题解答氧化剂被还原时须注意硝酸中的氮部分被还原，题目难度不大．