Question

11．在11.2mol/L的稀硝酸溶液中逐渐加入铁粉，反应中氧化产物的物质的量与加入的铁粉的物质的量的关系如图所示（其中纵坐标为氧化产物的物质的量，横坐标为加入铁粉的物质的量），请回答以下问题：
（1）曲线a代表的氧化产物为Fe（NO₃）₃（填化学式），生成该产物的离子方程式为Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O
（2）曲线b代表的氧化产物对应的离子方程式为Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺
（3）n₁=q，n₂=q+$\frac{q-p}{2}$，
（4）当在点（n₂p）时在加入VL 2mol/L的稀硝酸，恰好完全反应，则V为2（n₂-n₁）L
（5）研究表明硝酸的浓度越小，反应后氮的化合物越低，写出极稀的硝酸溶液加入少量铁粉生成NH₄⁺的离子方程式8Fe+30H⁺+3NO₃^-═8Fe³⁺+3NH₄⁺+9H₂O．

Answer 1

分析 向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程，开始先生成Fe（NO₃）₃，反应方程式为：Fe+4 HNO₃（稀）=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，Fe（NO₃）₃ 与过量的铁继续反应生成 Fe（NO₃）₂，反应方程式为：2Fe（NO₃）₃+Fe=3 Fe（NO₃）₂，由此分析解答．

解答 解：（1）曲线a代表Fe+4 HNO₃（稀）=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，反应的氧化产物为Fe（NO₃）₃，离子方程式为：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：Fe（NO₃）₃；Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（2）曲线b代表的微粒为亚铁离子，加铁粉从n₁到n₂发生反应2Fe（NO₃）₃+Fe=3Fe（NO₃）₂，反应的离子方程式为：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺；
故答案为：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺；
（3）当Fe为n₁mol时，发生反应为Fe+4HNO₃（稀）=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，由图可知，Fe（NO₃）₃为qmol，所以消耗的Fe为qmol，即n₁=q；
曲线b代表的微粒为亚铁离子，加铁粉从n₁到n₂发生反应2Fe（NO₃）₃+Fe=3 Fe（NO₃）₂，
即2Fe³⁺～～～Fe，
  2mol      1mol
 q-p       $\frac{q-p}{2}$
所以n₂=n₁+$\frac{q-p}{2}$=q+$\frac{q-p}{2}$，
故答案为：q；q+$\frac{q-p}{2}$；
（4）再加入VL2mol/L的稀硝酸，恰好反应完全，说明硝酸与n₂-n₁ 的铁恰好完全反应生成铁离子，而稀硝酸参加氧化还原反应，氧化性的硝酸占整个硝酸的$\frac{1}{2}$，根据得失电子守恒得3（n₂-n₁）=$\frac{1}{4}$×2×V×3，解之得V=2（n₂-n₁），
故答案为：2（n₂-n₁）L；
（5）极稀的硝酸液中加入少量铁粉，生成NH₄⁺的离子方程式为：8Fe+30H⁺+3NO₃^-═8Fe³⁺+3NH₄⁺+9H₂O，
故答案为：8Fe+30H⁺+3NO₃^-═8Fe³⁺+3NH₄⁺+9H₂O．

点评 本题考查了铁与稀硝酸的反应、有关方程式的水解，题目难度中等，明确图象中各段反应的反应以及曲线代表的物质是解题的关键，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．