Question

將一定量的鐵粉加入到一定濃度的稀硝酸中，金屬恰好完全溶解，反應后溶液中存在：c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，則參加反應的Fe和HNO₃的物質的量之比為（　　）

A．5：14

B．5：16

C．5：18

D．1：4

Answer 1

分析：同一溶液中，離子的濃度之比等于其物質的量之比，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，所以該溶液中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=3：2，根據亞鐵離子和鐵離子的物質的量及化學式計算作酸的硝酸的物質的量，根據氧化還原反應中得失電子數相等計算作氧化劑的硝酸的物質的量，從而計算得出鐵和硝酸的物質的量之比．

解答：解：同一溶液中，離子的濃度之比等于其物質的量之比，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，所以該溶液中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=3：2，設亞鐵離子的物質的量為3xmol，則鐵離子的物質的量為2xmol，根據化學式Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃知，起酸作用的硝酸的物質的量=3xmol×2+2xmol×3=12xmol；
氧化還原反應中得失電子數相等，即鐵失去的電子數等于硝酸根離子得到的電子數，設作氧化劑的硝酸根離子的物質的量為ymol，所以3xmol×2+2xmol×3=3ymol，y=4x，所以參加反應的硝酸的物質的量=12xmol+4xmol=16xmol，根據鐵元素守恒知，參加反應的鐵的物質的量=3xmol+2xmol，所以參加反應的Fe和HNO₃的物質的量之比為5xmol：16xmol=5：16，
故選B．

點評：本題以氧化還原反應為載體考查了物質的量的有關計算，難度較大，明確元素守恒和得失電子守恒是解本題的關鍵，注意不要漏掉起酸作用的硝酸．