Question

20．2.8g 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(cè)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)后溶液中鐵元素可能以Fe²⁺形式存在
• B． 反應(yīng)后溶液中c（N0₃^-）=0.85 mol/L
• C． 反應(yīng)后的溶液最多還能溶解1.4 g Fe
• D． 1.12 L氣體可能是NO、NO₂的混合氣體

Answer 1

分析 Fe和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽和氮氧化B物，氮氧化物在標(biāo)況下體積是1.12L，則n（NO_x）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，反應(yīng)后溶液pH=1說(shuō)明溶液呈酸性，硝酸有剩余，則Fe完全反應(yīng)生成Fe（NO₃）₃，
A．反應(yīng)后硝酸有剩余，則Fe完全反應(yīng)生成Fe（NO₃）₃；
B．根據(jù)N原子守恒知，反應(yīng)后溶液中c（NO₃^-）=n（HNO₃）+3n[Fe（NO₃）₃]；
C．反應(yīng)后溶液還能溶解Fe，當(dāng)Fe完全轉(zhuǎn)化為Fe（NO₃）₂，消耗的Fe質(zhì)量最多；
D．根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒判斷氣體分．

解答 解：Fe和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽和氮氧化物，氮氧化物在標(biāo)況下體積是1.12L，則n（NO_x）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，反應(yīng)后溶液pH=1說(shuō)明溶液呈酸性，硝酸有剩余，則Fe完全反應(yīng)生成Fe（NO₃）₃，
A．反應(yīng)后硝酸有剩余，則Fe完全反應(yīng)生成Fe（NO₃）₃，沒(méi)有硝酸亞鐵生成，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)N原子守恒知，反應(yīng)后溶液中n（NO₃^-）=n（HNO₃）+3n[Fe（NO₃）₃]=0.02mol+3×$\frac{2.8}{56g/mol}$=0.17mol，則c（NO₃^-）=$\frac{0.17mol}{0.2L}$=0.85mol/L，故B正確；
C．反應(yīng)后溶液還能溶解Fe，當(dāng)Fe完全轉(zhuǎn)化為Fe（NO₃）₂，消耗的Fe質(zhì)量最多，反應(yīng)后剩余n（HNO₃）=0.1mol/L×0.2L=0.02mol，根據(jù)3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O知，硝酸溶解的n（Fe）=$\frac{0.02mol}{8}$×3=0.0075mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等知，硝酸鐵溶解的n（Fe）=$\frac{\frac{2.8g}{56g/mol}（3-2）}{2-0}$=0.025mol，則最多還能溶解m（Fe）=（0.0075+0.025）mol×56g/mol=1.82g，故C錯(cuò)誤；
D.2.8gFe完全轉(zhuǎn)化為Fe（NO₃）₃時(shí)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=$\frac{2.8g}{56g/mol}$×3=0.15mol，假設(shè)氣體完全是NO，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.05mol×（5-2）=0.15mol，假設(shè)氣體完全是NO₂，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.05mol×（5-4）=0.05mol＜0.15mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等知，氣體成分是NO，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，正確判斷2.8gFe完全反應(yīng)生成物成分是解本題關(guān)鍵，注意轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒的靈活運(yùn)用，題目難度中等．