Question

【題目】將鐵粉和鋁粉的混合物逐漸加入100mL的稀硝酸中，其產生的有關離子濃度與加入鐵粉和鋁粉的混合物的質量的關系如下圖所示：

若反應過程中生成的氣體為NO，溶液的體積變化忽略不計。請回答下列問題：

（1）X表示的變化離子是_______________（填離子符號）。

（2）OA段發生反應的離子方程式是___________________________________。

（3）稀硝酸溶解1.10g鐵粉和鋁粉后溶液還能繼續溶解混合物的原因是________________

（4）該硝酸的濃度是_____________mol·L－1。

Answer 1

【答案】Al3＋ Fe+ 4H＋+ NO3－== Fe 3＋+NO↑+2H2O 稀硝酸溶解1.10g鐵粉和鋁粉生成的是Fe 3＋，Fe 3＋還能與Al和Fe反應生成Al3＋和Fe 3＋ 0.9

【解析】

將鐵粉和鋁粉的混合物逐漸加入100mL的稀硝酸中，剛開始硝酸過量，Fe和稀硝酸反應生成Fe(NO)3，繼續添加至Fe過量，發生反應Fe+2 Fe(NO)3=3 Fe(NO)2，Fe3+離子濃度降低直至完全沒有；Al和稀硝酸反應生成Al(NO)3，硝酸反應完后，Al還可以和溶液中的Fe 3＋和Fe 2＋反應，生成Al3＋，故Al3＋濃度一直上升，以此解答。

（1）由分析可知，濃度一直增大的是Al3＋；

（2）由分析可知，OA段發生Fe和稀硝酸反應生成Fe(NO)3的反應，離子方程式為：Fe+ 4H＋+ NO3－== Fe 3＋+NO↑+2H2O；

（3）稀硝酸溶解1.10g鐵粉和鋁粉生成的是Fe 3＋，Fe 3＋還能與Al和Fe反應生成Al3＋和Fe 3＋；

（4）當混合物的質量為1.10g時，稀硝酸完全反應，此時2n（Fe3+）=n（Al3＋），故混合物中2n（Fe）=n（Al），設n（Fe）=xmol，n（Al）=2xmol，有56x+27×2x=1.10，解得x=0.01，則n（HNO3）=3n（Fe3+）+ 3n（Al3＋）=0.09mol，該硝酸的濃度是= =0.9mol/L。