Question

8．鐵在自然界以化合態(tài)存在，重要的鐵礦石有磁鐵礦石（主要成分是Fe₃O₄）、赤鐵礦石（主要成分是Fe₂O₃）等．
（1）ag鐵分別與足量稀硫酸和高溫水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積比為3：4．
（2）現(xiàn)有某條件下（室溫）mL CO₂、H₂的混合氣體，通過足量灼熱的Fe₃O₄反應(yīng)后，得到相同條件下（室溫）的氣體nL．原氣體中H₂的體積為m-nL．
（3）在800mL 1mol•L^-1的稀硝酸中加入過量的鐵粉，充分反應(yīng)可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO4.48L．反應(yīng)后將溶液過濾（損失溶液忽略不計），向濾液中加入100mL 1mol•L^-1稀硫酸又產(chǎn)生NO，再次產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO1.12L．

Answer 1

分析 （1）ag鐵即Fe的物質(zhì)的量相等，F(xiàn)e的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)方程式計算出生成氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比確定兩反應(yīng)中生成氫氣體積之比；
（2）CO₂，H₂的混合氣體，通過足量灼熱的Fe₃O₄，當(dāng)中的H₂與Fe₃O₄反應(yīng)生成Fe和H₂O，無氣體生成，則剩余氣體nL，為CO₂，故原氣體中H₂的體積為（m-n）L；
（3）據(jù)3Fe+8HNO₃ =3Fe（NO₃）₂+4H₂O+2NO↑，中硝酸的量，求生成NO的體積；濾液的成分為Fe（NO₃）₂，添加稀硫酸相當(dāng)于引入了H⁺，與Fe（NO₃）₂中的NO^-₃結(jié)合生成硝酸，再次發(fā)生3Fe+8HNO₃ =3Fe（NO₃）₂+4H₂O+2NO↑，據(jù)此進(jìn)行分析．

解答 解：（1）ag鐵即Fe的物質(zhì)的量相等，令Fe的物質(zhì)的量為1mol，則：
 Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1mol                     1mol
3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
 3mol                                       4mol
1mol                                        $\frac{4}{3}$mol
相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比，則兩反應(yīng)中生成氫氣體積之比為1mol：$\frac{4}{3}$mol=3：4，
故答案為：3：4；
（2）CO₂，H₂的混合氣體，通過足量灼熱的Fe₃O₄，當(dāng)中的H₂與Fe₃O₄反應(yīng)生成Fe和H₂O，無氣體生成，則剩余氣體nL，為CO₂，故原氣體中H₂的體積為（m-n）L，
故答案為：m-n；　
（3）n（HNO₃）=0.8L×1mol•L^-1=0.8mol
3Fe+8HNO₃ =3Fe（NO₃）₂+4H₂O+2NO↑
         8                3                              2
       0.8              0.3                            0.2
則：n（Fe（NO₃）₂）=0.3mol，n（NO）=0.2mol，故V（NO）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
n（Fe（NO₃）₂）=0.3mol，根據(jù)元素守恒則n（NO^-₃）=0.6mol，
n（H₂SO₄）=0.1L×1mol•L^-1=0.1mol，則n（H⁺）=0.2mol，
經(jīng)分析得濾液的成分為Fe（NO₃）₂，添加稀硫酸相當(dāng)于引入了H⁺，與Fe（NO₃）₂中的NO^-₃結(jié)合生成硝酸，
故3Fe+8H⁺+2NO^-₃=3Fe²⁺+4H₂O+2NO↑，注意計算時以不足的作為計算對象，
           8                                         2
           0.2                                    0.05
則：n（NO）=0.05mol，故V（NO）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：4.48；1.12．

點評 本題考查學(xué)生利用方程式進(jìn)行計算，注意元素守恒的應(yīng)用，本題難點（3）添加稀硫酸相當(dāng)于引入了H⁺，并與Fe（NO₃）₂中的NO₃^-結(jié)合生成硝酸，也能溶解金屬．