Question

18．取一定量含FeO、Fe₃O₄和Fe₂O₃的固体混合物，将其分成两等份并进行下列转化：

若稀HNO₃恰好完全反应，则所加稀HNO₃的物质的量浓度为（　　）

• A． 4.0 mol•L^-1
• B． 4.4 mol•L^-1
• C． 4.8 mol•L^-1
• D． 3.6 mol•L^-1

Answer 1

分析 FeO、Fe₃O₄ 和Fe₂O₃的固体混合物通入足量的氢气，FeO、Fe₃O₄ 和Fe₂O₃被还原成Fe单质，根据减少的质量即为氧的质量，根据几种氧化物中O为-2价，可知Fe元素所带正电荷总数，Fe元素失去一定量的电子后所带正电荷总数等于硝酸根离子所带负电荷总数，结合电子守恒分析．

解答 解：FeO、Fe₃O₄ 和Fe₂O₃的固体混合物通入足量的氢气，FeO、Fe₃O₄ 和Fe₂O₃被还原成Fe单质，减少的质量即为氧的质量，则n（O）=$\frac{28.8g}{16g/mol}$=1.8mol，
在这三种化合物中O元素为-2价，则O元素所带负电荷为1.8mol×2=3.6mol，由电荷守恒可知，Fe元素所带正电荷为3.6mol；
Fe元素失去一定量的电子后所带正电荷总数等于硝酸根离子所带负电荷总数，Fe元素失去的电子的物质的量等于生成NO时N元素得到的电子的物质的量，
n（电子）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$×（5-2）=0.6mol，
则硝酸铁中硝酸根离子n（NO₃^-）=3.6mol+0.6mol=4.2mol，
反应前硝酸的物质的量=反应后硝酸铁中硝酸根离子的物质的量+NO的物质的量，
即n（HNO₃）=n（NO₃^-）+n（NO）=4.2mol+0.2mol=4.4mol，
所以所加稀HNO₃的物质的量浓度为$\frac{4.4mol}{1L}$=4.4mol•L^-1，故选B．

点评 本题考查Fe及化合物的性质，侧重电子守恒和原子守恒的思想的考查，此思想是解决化学计算的简洁方法，应用比较广泛，题目难度中等．