Question

向盛有400 mL某濃度稀HNO₃的大燒杯中加入W g鐵粉（還原產物以NO計），充分反應后，鐵粉質量減少16.8 g，再往燒杯中加入V mL 4.0  mol·L^-1的稀H₂SO₄，充分反應后，鐵粉質量又減少8.4 g，此時鐵粉仍有剩余。求：
（1）稀HNO₃的物質的量濃度。
（2）V的值。
（3）要使反應中有H₂生成，W的取值范圍__________。

Answer 1

(1)2.0  mol^-1·L^-1（2）50 mL
(3)W>67.2 g

（1）
3Fe    +     8HNO₃====3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
3            8
 n₁
n₁(HNO₃)="0.8" mol
c(HNO₃)=2. 0 mol·L^-1
（2）3Fe    +    8H⁺+2="===" 3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
3          8
n₂
n₂(H⁺)="0.4" mol
需V(H₂SO₄)=0.05 L,即50 mL。
（3）由于加入HNO₃ 0.8 mol，則若要放出H₂時需將所有的HNO₃消耗完。
3Fe+8H⁺+2====3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
3         2
n₃         0.8 mol
n₃(Fe)=mol
m(Fe)="1.2" mol×56 g·mol^-1="67.2" g    W>67.2 g