Question

FeS与一定浓度的HNO₃反应，生成Fe(NO₃)₃、Fe₂(SO₄)₃、NO₂、N₂O₄、NO和H₂O，当NO₂、N₂O₄、NO的物质的量之比为1：1：1时，实际参加反应的FeS与HNO₃的物质的量之比为(  )

A． 1：6              B． 1：7

C． 2：11             D． 16：25

Answer

B

【解析】

试题分析：FeS与一定浓度的HNO3反应，生成Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO2、N2O4、NO和H2O，Fe元素的化合价由+2价变为+3价，S元素的化合价由-2价变为+6价，每1molFeS失去电子9mol电子；硝酸得到电子，被还原变为NO2、N2O4、NO；当NO2、N2O4、NO的物质的量之比为1：1：1时，假设它们的物质的量都是1mol，则获得电子的物质的量是1+1×2+3=6mol，所以反应消耗的FeS的物质的量是6mol÷9mol=2/3mol，2/3molFeS反应后产生的Fe2(SO4)3物质的量是2/9mol，其结合的Fe3+是4/9mol，则剩余的Fe3+的物质的量是2/3mol-4/9mol=2/9mol，该Fe3+结合的NO3-物质的量是2/9mol×3=2/3mol，所以反应一共需要HNO3的物质的量是2/3mol+1mol+2mol+1mol=14/3mol，则实际参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为2/3mol:14/3mol=1:7，故选项B正确。

【考点定位】考查原子守恒、电子守恒在氧化还原反应的计算的应用的知识。

【名师点睛】该反应中FeS中的两种元素化合价反应后都升高，该物质作还原剂，根据反应后元素化合价升高总数确定1mol该物质失去电子总数，然后根据氧化剂获得电子总数等于还原剂失去电子总数，利用反应后产生的三种氧化物的物质的量关系，假设得到的最少的物质的物质的量是1mol，确定获得电子总数，进而可确定反应的FeS的物质的量，根据元素守恒，可先确定S氧化产生的SO42-结合的Fe3+的物质的量，就可以计算出起酸作用的HNO3电离产生NO3-结合的Fe3+的物质的量，利用化学式中铁离子与硝酸根的关系得到其酸的作用硝酸的物质的量，利用硝酸的总物质的量是酸和氧化剂两部分，得到硝酸的总物质的量，FeS与HNO3反应的物质的量关系就得到确定。元素的原子守恒、氧化剂获得电子与还原剂失去电子数相等，大于元素化合价升降总数是本题解答的关键。