Question

【題目】有三份不同質量的鐵粉樣品①②③，甲、乙、丙三位同學各取一份樣品分別與含有0.8molHNO3的稀硝酸反應，反應后硝酸和鐵均無剩余，且硝酸的還原產物只有NO。據此回答下列問題：

（1）甲取樣品①，反應后的溶液中鐵只以 Fe3+離子的形式存在，則樣品①的質量為_________g。

（2）乙取樣品②，反應后的溶液中既含有Fe3+、又含有Fe2+離子，則樣品②的質量 （設為ag）范圍是________。

（3）丙取樣品③，將其慢慢加入到稀硝酸中，并不斷攪拌，反應過程中溶液里Fe3+、Fe2+、NO3三種離子中的一種離子的物質的量的變化曲線如下圖所示，則該曲線表示的是物質的量變化的曲線，請你在此圖中再畫出另外兩種離子的物質的量的變化曲線。

Answer 1

【答案】

（1）11.2

（2）11.2<a<16.8 或 11.2g<ag<16.8g

（3）NO3（1分）如下圖

【解析】

試題分析：（1）設Fe的物質的量是x，則生成硝酸鐵也是x，所以被還原的硝酸是0.8mol－3x，根據電子的得失守恒可知，3x＝3×（0.8mol－3x），解得x＝0.2mol，所以鐵的質量是0.2mol×56g/mol＝11.2g。

（2）如果鐵的氧化產物是亞鐵離子，則生成硝酸亞鐵是2x，所以被還原的硝酸是0.8mol－2x，

根據電子的得失守恒可知，2x＝3×（0.8mol－2x），解得x＝0.3mol，所以鐵的質量是0.3mol×56g/mol＝16.8g，因此如果是反應后的溶液中既含有Fe3+、又含有Fe2+離子，則樣品②的質量是11.2＜a＜16.8；

（3）由于最初溶液中NO3－的物質的量就是0.8mol，所以曲線表示的是NO3－的物質的量變化的曲線；根據反應的方程式Fe＋4HNO3＝Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O、2Fe（NO3）3＋Fe=3Fe（NO3）2可知，鐵離子的最大值是0.2mol。如果繼續加入鐵，則開始生成亞鐵離子，亞鐵離子的最大值是0.3mol。