Question

已知鐵粉與稀硝酸能發生反應：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O（Fe過量），Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O（HNO₃過量）．將一定量的鐵粉溶解在一定濃度的稀硝酸中，當鐵粉完全溶解后，收集到6g NO氣體（設HNO₃的還原產物只有NO）．試求：
（1）被還原的HNO₃的質量為多少？（2）參加反應的HNO₃的質量為多少．

Answer 1

分析：（1）HNO₃的還原產物只有NO，根據氮原子守恒，被還原的HNO₃的物質的量等于NO的物質的量．據此計算．
（2）根據反應3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O（Fe過量），Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O（HNO₃過量）可知，不論Fe過量，還是HNO₃過量，每4molHNO₃反應都生成1molNO，所以參加反應HNO₃的物質的量為NO的4倍．據此計算．

解答：解：（1）6g NO氣體的物質的量為

6g

30g/mol

=0.2mol，HNO₃的還原產物只有NO，根據氮原子守恒，被還原的HNO₃的物質的量等于NO的物質的量，所以被還原的HNO₃的質量為0.2mol×63g/mol=12.6g．
答：被還原的HNO₃的質量為12.6g．
（2）根據反應3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O（Fe過量），Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O（HNO₃過量）可知，不論Fe過量，還是HNO₃過量，每4molHNO₃反應都生成1molNO，所以參加反應HNO₃的物質的量為NO的4倍．所以參加反應的HNO₃的質量為0.2mol×4×63g/mol=50.4g．
答：參加反應的HNO₃的質量為50.4g．

點評：考查氧化還原反應的計算，難度中等，注意（1）中原子守恒運用；（2）中解題關鍵在于根據方程式判斷參加反應HNO₃的物質的量為NO的4倍，否則無法計算，不清楚發生的反應情況．