Question

2.8g Fe全部溶于一定濃度、200mL的HNO₃溶液中，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體1.12L，測得反應(yīng)后溶液的pH為1．若反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計(jì)，則下列有關(guān)判斷正確的是（　�。�

• A、反應(yīng)后溶液中c（NO₃^-）=0.85mol/L
• B、反應(yīng)后的溶液最多還能溶解1.4gFe
• C、反應(yīng)后溶液中鐵元素可能以Fe²⁺形式存在
• D、1.12L氣體不可能是NO、NO₂的混合氣體

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：A．由題目信息可知，反應(yīng)后溶液為硝酸鐵、硝酸的混合溶液，故溶液中存在3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-）；
B．計(jì)算原硝酸溶液中硝酸的物質(zhì)的量，根據(jù)氮元素守恒可知n_原來（HNO₃）=3n[Fe（NO₃）₃]+n_剩余（HNO₃）+n（NO），當(dāng)生成Fe（NO₃）₂ 時(shí)原硝酸溶解的鐵最多，據(jù)此計(jì)算原硝酸溶解的鐵的最大重量，減去已經(jīng)溶解的2.8g，即為反應(yīng)后的溶液最多還能溶解的Fe的質(zhì)量；
C．溶液的pH=1說明硝酸過量，鐵和過量硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵；
D.2.8gFe的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，采用極限法確定氣體成分．

解答： 解：A．反應(yīng)后溶液為硝酸鐵、硝酸的混合溶液，故溶液中有3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-），根據(jù)鐵元素守恒由n（Fe）=n（Fe³⁺）=0.05mol，所以c（Fe³⁺）=

0.05mol

0.2L

=0.25mol/L，反應(yīng)后溶液pH為1，所以c（H⁺）=0.1mol/L，所以c（NO₃^-）=0.25mol/L×3+0.1mol/L=0.85mol/L，故A正確；
B．由A中分析可知，原硝酸是稀硝酸，生成NO，由氮元素守恒可知n_原來（HNO₃）=3n[Fe（NO₃）₃]+n_剩余（HNO₃）+n（NO）=0.05mol×3+0.1mol/L×0.2+0.05mol=0.22mol，生成Fe（NO₃）₂、NO時(shí)原硝酸溶解的鐵最多，由3 Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2 NO↑+4H₂O 可知，0.22molHNO₃最多溶解鐵

3

8

×0.22mol，質(zhì)量為

3

8

×0.22mol×56g/mol=4.62g，故還能溶解鐵4.64g-2.8g=1.82g，故B錯(cuò)誤；
C．溶液的pH=1說明溶液中硝酸過量，少量鐵和硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵，所以溶液中鐵以鐵離子形式存在，故C錯(cuò)誤；
D.2.8gFe的物質(zhì)的量為

2.8g

56g/mol

=0.05mol，若只生成NO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，n（NO）=

0.05mol×3

5-2

=0.05mol，則V（NO）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；計(jì)算生成NO的體積；若只生成NO₂，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，n（NO₂）=

0.05mol×3

5-4

=0.15mol，V（NO₂）=0.15mol×22.4L/mol=3.36L，由于實(shí)際生成氣體1.12L，故只生成NO，故D正確；
故選AD．

點(diǎn)評：本題考查根據(jù)方程式的有關(guān)計(jì)算，判斷生成的氣體為NO、硝酸有剩余是解題的關(guān)鍵，B選項(xiàng)可以根據(jù)硝酸鐵與剩余的硝酸計(jì)算溶解鐵的質(zhì)量，難度中等．