Question

將10g鐵粉置于40mlHNO₃溶液中，微熱，反應過程中隨著HNO₃濃度的降低生成氣體的顏色由紅棕色變?yōu)闊o色（只考慮NO）．充分反應后，溶液中還殘留4.4g固體，且產生的混合氣體恰好可用100ml 1.5mol?L^-1的NaOH溶液處理完全．
（1）求該反應中被還原和未被還原的HNO₃的物質的量之比．
（2）求原HNO₃溶液物質的量濃度．
（3）求NO、NO₂體積比．

Answer 1

（1）反應的鐵的質量為：10g-4.4g-5.6g，則n（Fe）=

5.6g

56g/mol

=0.1mol，
將10g鐵粉置于40mlHNO₃溶液中，發(fā)生的反應有：Fe+6HNO₃（濃）

加熱  .

Fe（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，
3Fe+8HNO₃（�。�=3Fe（NO₃）₂+NO↑+4H₂O，反應后鐵過量，則繼續(xù)發(fā)生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，最后得到溶液為Fe（NO₃）₂，
所以，未被還原的HNO₃的物質的量為n（HNO₃）=2n（Fe）=2×0.1mol=0.2mol，
參加反應的NaOH的物質的量為0.1L×1.5mol/L=0.15mol，與反應生成的氣體生成NaNO₂，
則被還原的硝酸的物質的量為：n（HNO₃）=n（NaOH）=0.15mol，
所以該反應中被還原和未被還原的HNO₃的物質的量之比為：0.15mol：0.2mol=3：4，
答：該反應中被還原和未被還原的HNO₃的物質的量之比為3：4；
（2）40mlHNO₃溶液中n（HNO₃）=0.15mol+0.2mol=0.35mol，
則：c（HNO₃）=

0.35mol

0.04L

=8.75mol/L，
答：原HNO₃溶液物質的量濃度為8.75 mol/L；
（3）設混合氣體中NO為xmol，NO₂為ymol，
則有：

x+y=0.15(質量守恒) 3x+y=2×0.1(電子守恒)

解之得：

x=0.025 y=0.125

相同條件下，氣體的物質的量之比等于體積之比：則

V(NO)

V(NO2)

=

1

5

，
答：NO、NO₂體積比為1：5．