Question

17．將8g Fe置于40mL HNO₃中微熱，生成氣體的顏色隨反應的進行由深變淺，充分反應后得標準狀況下的氣體為1.792L，此時剩余2.4g固體，求：
（1）該反應中被還原的硝酸和未被還原的硝酸的質量比；
（2）求混合氣體中NO和NO₂的體積比．

Answer 1

分析 將8g鐵粉置于40mlHNO₃溶液中，發生的反應有：Fe+6HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
反應后鐵過量，則繼續發生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，最后得到溶液為Fe（NO₃）₂，反應的鐵的質量為：8g-2.4g=5.6g，根據反應的有關方程式結合元素守恒鐵以及電子守恒進行計算．

解答 解：（1）反應的鐵的質量為：8g-2.4g=5.6g，則n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，
將10g鐵粉置于40mlHNO₃溶液中，發生的反應有：Fe+6HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+NO↑+4H₂O，反應后鐵過量，則繼續發生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，最后得到溶液為Fe（NO₃）₂，所以，未被還原的HNO₃的物質的量為n（HNO₃）=2n（Fe）=2×0.1mol=0.2mol，則被還原的硝酸的物質的量為：$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，所以該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，等于質量之比．
答：該反應中被還原和未被還原的HNO₃的質量之比為2：5；
（2）設混合氣體中NO為xmol，NO₂為ymol，則有：3x+y=2×0.1（電子守恒）x，x+y=0.08（N元素守恒），解得x=0.06mol．y=0.02mol．相同條件下，氣體的物質的量之比等于體積之比，則NO、NO₂體積比為3：1，答：NO、NO₂體積比為3：1．

點評 本題考查化學方程式的有關計算，題目難度不大，注意有關反應方程式的書寫，從守恒的角度解答．