Question

（6分）已知：Fe²⁺能被稀硝酸氧化，反应方程式：3Fe（NO₃）₂ + 4HNO₃（稀） == 3 Fe（NO₃）₃ + NO↑+ 2H₂O

现将一定量的铁和铜的混合物分为等质量的4份，分别加入等浓度不同体积的稀硝酸（假设反应中稀硝酸的还原产物只有NO），产生气体的体积与剩余固体的质量如下表：

硝酸体积（mL）	100	200	300	400
剩余固体（g）	18.0	9.6	0	0
放出气体的体积（mL）	2240	4480	6720

（1）放出4480 mL气体时，消耗金属的质量为_______g

（2）稀硝酸的浓度为_______ mol·L^－1

（3）计算原混合物中铁和铜的物质的量比为

（4）加入400 mL稀硝酸，反应完全后，溶液中硝酸根离子的物质的量为         。

Answer

（1）16.8 （2）4 （3）2:1 （4）1.2

【解析】

试题分析：（1）比较第1和第2组数据，可以看出每反应100mL的稀硝酸消耗的金属质量是18.0-9.6=8.4 g，生成气体的体积为4480-2240=2240 mL，那么放出4480 mL气体时，消耗金属的质量为16.8 g.。（2）100mL的稀硝酸能反应金属质量是8.4 g，金属有剩余，那么产物是Fe（NO3）2，产生2240 mL的NO，转移的电子为0.3mol，那么消耗铁的物质的量为0.15mol，故Fe（NO3）2的物质的量为0.15mol，则HNO3的物质的量为0.1+0.3=0.4mol，稀硝酸的浓度为0.4mol÷0.1L=4mol·L－1。（3）300 mL气体的体积为6720mL，相对第2组增加了2240mL，转移的电子为0.3mol。如果是铜反应，则需要铜的物质的量为0.15mol，质量刚好是9.6g，刚好符合表中的数据，所以第2组中的9.6g是铜的质量，前两组消耗铁的质量为16.8g，物质的量为0.3mol，则铁和铜的物质的量比为0.3︰0.15=2︰1。（4）加入400mLHNO3时，HNO3氧化溶液中的Fe2+，溶液中有0.3mol的Fe2+，根据3Fe（NO3）2 + 4HNO3（稀） → 3 Fe（NO3）3 + NO↑+ 2H2O，新加入的100mL刚好反应完全，所以溶液中有0.3mol的Fe（NO3）3 ,0.15mol的Cu（NO3）2，NO3－的物质的量为0.3×3+0.15×2=1.2mol

考点：氧化还原反应中电子守恒的运用、有关物质的量的计算、数据的分析。