Question

6．現有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，已知其中稀硫酸的濃度為4mol/L，稀硝酸的濃度為2mol/L．取10mL混合酸，向其中加入過量鐵粉，反應結束后，在標準狀況下可收集到的氣體成分為NO、H₂、；體積分別是0.448L、0.224L．（假設HNO₃只被還原為NO）

Answer 1

分析 稀硫酸濃度為4mol/L，稀硝酸的濃度為2mol/L．取10mL混合酸，n（H⁺）=0.01L×2×4mol/L+0.01L×2mol/L=0.1mol，n（NO₃^-）=0.01L×2mol/L=0.02mol，由于鐵過量，則發生反應：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，以此計算該題．

解答 解：10mL混合酸中含有氫離子總的物質的量為：n（H⁺）=0.01L×2×4mol/L+0.01L×2mol/L=0.1mol，硝酸根離子總物質的量為：n（NO₃^-）=0.01L×2mol/L=0.02mol，應用鐵過量，根據反應3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O可知氫離子過量，
則發生反應為：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
0.02mol  0.08mol  0.02mol
標況下生成的0.02molNO的體積為：22.4L/mol×0.02mol=0.448L，
反應后剩余氫離子為：n（H⁺）=0.1mol-0.08mol=0.02mol，
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
 0.02mol 0.01mol
標況下生成的0.01mol氫氣的體積為：22.4L/mol×0.01mol=0.224L，
故答案為：NO、H₂；0.448；0.224．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，解答時需要明確鐵過量，根據n（H⁺）、n（NO₃^-）判斷發生反應類型，然后根據反應方程式計算出生成的氣體的物質的量及標況下的體積．