Question

3．已知，過量鐵粉與稀硝酸反應的方程式為：3Fe+8HNO₃（�。┄T3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，計算：若在標準狀況下，當生成2.24L NO氣體時，
①參加反應的鐵質量為多少？
②轉移的電子物質的量為多少？
③被還原的氧化劑有多少物質的量？

Answer 1

分析 生成的NO在標準狀況時的體積為2.24L，物質的量為n=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，根據方程式可知，生成2molNO消耗3molFe，并消耗8mol硝酸，但在被消耗的8mol硝酸中，被還原的硝酸為2mol，根據反應后N的化合價為+2價來分析轉移的電子的物質的量．

解答 解：①設參加反應的Fe的物質的量為xmol，根據方程式可知，
3Fe+8HNO₃（�。┄T3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
3                                                    2
xmol                                             0.1mol
解得x=0.15mol，則質量m=nM=0.15mol×56g/mol=8.4g．
答：消耗Fe的質量為8.4g；
②由于反應前氮元素為+5價，而反應后N的化合價為+2價，故當生成0.1molNO時轉移的電子的物質的量為0.1mol×（5-2）=0.3mol，
答：轉移的電子物質的量為0.3mol；
③根據方程式可知，生成2molNO消耗3molFe，并消耗8mol硝酸，但在被消耗的8mol硝酸中，被還原的硝酸為2mol，被還原的硝酸的物質的量等于生成的NO的物質的量，即被還原的硝酸為0.1mol；
答：被還原的氧化劑物質的量為0.1mol．

點評 本題考查了有關方程式的計算、氧化還原反應計算，明確元素的化合價和氧化還原反應的相關概念是解本題的關鍵，該題解答氧化劑被還原時須注意硝酸中的氮部分被還原，題目難度不大．