Question

15．將2.8g鐵粉與一定量的稀硝酸微熱反應(yīng)，鐵粉完全溶解后，共收集到氣體約aL（假設(shè)裝置中無(wú)殘留，忽略硝酸分解），若將該氣體與672mLO₂（氣體均為標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合通入水中恰好溶于水無(wú)氣體剩余，則a為0.896，溶液中生成的鹽的化學(xué)式為Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃，反應(yīng)中消耗的HNO₃的物質(zhì)的量為0.16mol．

Answer 1

分析 反應(yīng)生成氣體為NO，NO與氧氣混合通入水又生成HNO₃，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算NO物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計(jì)算NO的體積；縱觀整個(gè)過(guò)程，F(xiàn)e失去電子等于氧氣獲得電子物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成的鹽中Fe元素化合價(jià)，可以確定生成的鹽的化學(xué)式；根據(jù)氮元素守恒計(jì)算消耗的HNO₃的物質(zhì)的量．

解答 解：反應(yīng)生成氣體為NO，NO與氧氣混合通入水又生成HNO₃，通入氧氣為$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，NO物質(zhì)的量為$\frac{0.03mol×4}{5-2}$=0.04mol，則NO的體積為0.04mol×22.4L/mol=0.896L；
縱觀整個(gè)過(guò)程，F(xiàn)e失去電子等于氧氣獲得電子物質(zhì)的量，F(xiàn)e的物質(zhì)的量為$\frac{2.8g}{56g/mol}$=0.05mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，生成的鹽中Fe元素化合價(jià)為$\frac{0.03mol×4}{0.05mol}$=2.4，故鹽中Fe元素化合價(jià)為+2、+3價(jià)，即生成Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃，設(shè)二者物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.05}\\{2x+3y=0.03×4}\end{array}\right.$，解得x=0.03、y=0.02，
根據(jù)氮元素守恒，消耗的HNO₃的物質(zhì)的量=2n[Fe（NO₃）₂]+3n[Fe（NO₃）₃]+n（NO）=0.03mol×2+0.02mol×3+0.04mol=0.16mol，
故答案為：0.896；Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃；0.16mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，注意利用電子轉(zhuǎn)移守恒與原子守恒解答．