Question

8．向含Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂、HNO₃的稀溶液中逐漸加入鐵粉，c（Fe²⁺）的變化如圖所示．
（1）橫坐標0～1段反應的離子方程式為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（2）忽略溶液體積的變化，則原溶液c（NO₃^-）為9mol/L．

Answer 1

分析 根據氧化性：HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，Fe先與氧化性強的物質反應，0～1段發生反應：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，1～2段發生反應：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，2～3段發生反應Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，據此結合圖象數據進行計算．

解答 解：（1）根據氧化性：HNO₃＞Fe³⁺＞Cu²⁺，0～1段為Fe與硝酸反應，反應方程式為：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，反應的離子方程式為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（2）原溶液中的硝酸根離子來自硝酸鐵、硝酸鐵和硝酸，
0～1段發生反應為Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，總共消耗1molFe，則原溶液中含有硝酸的物質的量為1mol×$\frac{4}{1}$=4mol，同時反應生成1mol硝酸鐵；
1～2段發生反應為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，該段消耗1molFe，則生成的亞鐵離子的物質的量為：1mol×3=3mol，亞鐵離子濃度為3mol/L，則該溶液體積為1L；此時溶液中消耗硝酸鐵的物質的量為：1mol×2=2mol，則原溶液中含有硝酸鐵的物質的量為：2mol-1mol=1mol；
2～3段發生反應為Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，該段總共消耗1mol鐵，說明原溶液中含有硝酸鐵的物質的量為1mol；
則原溶液中含有硝酸根離子的物質的量為：n（NO₃^-）=3n[Fe（NO₃）₃]+2n[Cu（NO₃）₂]+n（HNO₃）=1mol×3+1mol×2+4mol×1=9mol，
該溶液體積為1L，則原溶液中硝酸根離子濃度為：c（NO₃^-）=$\frac{9mol}{1L}$=9mol/L，
故答案為：9mol/L．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應的原理為解答關鍵，注意掌握質量守恒定律在化學計算中的應用，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．