Question

【題目】將10g鐵粉置于40ml的HNO3溶液中，微熱，反應隨著HNO3濃度的降低生成氣體的顏色由紅棕色變為無色，充分反應后共收集標況下1792mlNO，NO2的混合氣體，溶液中還殘留了4.4g固體． 請回答下面問題，并寫出計算過程．
（1）求該反應中被還原和未被還原的HNO3的物質的量之比
（2）求原HNO3溶液物質的量濃度
（3）求NO、NO2體積．

Answer 1

【答案】
（1）

解：溶于中殘留固體為Fe，硝酸完全反應，Fe與硝酸反應生成Fe（NO3）2NO、NO2，未被還原的硝酸轉化為Fe（NO3）2，

由Fe原子守恒可知n[Fe（NO3）2]= =0.1mol，則n未被還原（HNO3）=2n[Fe（NO3）2]=0.2mol，被還原的硝酸轉化為NO、NO2，n被還原（HNO3）=n（NO+）+n（NO2）= =0.08mol，故反應中被還原和未被還原的HNO3的物質的量之比為：0.08mol：0.2mol=2：5，

答：反應中被還原和未被還原的HNO3的物質的量之比為2：5

（2）

解：根據N原子守恒，n（HNO3）=n未被還原（HNO3）+n被還原（HNO3）=0.2mol+0.08mol=0.28mol，則原HNO3溶液物質的量濃度為 =7mol/L，

答：原HNO3溶液物質的量濃度為7mol/L．

（3）

解：令混合氣體中NO為xmol，NO2為ymol，

則有：

解得x=0.06、y=0.02

故標況下V（NO）=0.06mol×22.4L/mol=1.344L

V（NO2）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L

答：標況下得到NO體積為1.344L，NO2體積為0.448L

【解析】（1）溶于中殘留固體為Fe，硝酸完全反應，Fe與硝酸反應生成Fe（NO3）2NO、NO2 ， 未被還原的硝酸轉化為Fe（NO3）2 ， 由Fe原子守恒可知Fe（NO3）2的物質的量，被還原的硝酸轉化為NO、NO2 ， 再根據N原子守恒計算；（2）根據N原子守恒計算HNO3的物質的量，進而計算原HNO3溶液物質的量濃度；（3）根據總體積、電子轉移守恒列方程計算各自物質的量，再根據V=nVm計算體積．