Question

(10分)向含有0.8 mol的稀硝酸中慢慢加入22.4 g的铁粉，假设反应分为两个阶段。
第一阶段为：Fe＋HNO₃(稀)―→Fe(NO₃)₃＋NO↑＋H₂O
（1）写出这两个阶段发生反应的离子方程式：
第一阶段：                                                                  。
第二阶段：                                                                  。
（2）正确表达这两个阶段反应中，加入铁粉的物质的量与溶液中铁元素存在的形式的关系
                                                                               
                                                                            
                                                                            。
（3）在图中画出溶液中Fe^2＋、Fe^3＋、NO的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图象(横坐标为加入铁粉的物质的量，纵坐标是溶液中离子的物质的量)。

Answer 1

（1）Fe＋4H^＋＋NO＝Fe^3＋＋NO↑＋2H₂O        2Fe^3＋＋Fe＝3Fe^2＋
（2）①加入Fe粉为0～0.2 mol时，存在形式为Fe^3＋；
②加入铁粉为0.2～0.3 mol时，存在形式为Fe^2＋和Fe^3＋；
③加Fe粉为n(Fe)≥0.3 mol时，存在形式为Fe^2＋。
（3）如图：

试题分析：（1）第一阶段的离子方程式为：Fe＋4H^＋＋NO＝Fe^3＋＋NO↑＋2H₂O。第二阶段加入的Fe会将生成的Fe³⁺还原成Fe²⁺，离子方程式为2Fe^3＋＋Fe＝3Fe^2＋。
（2）第一阶段中0.8mol硝酸消耗铁粉0.2mol，产生Fe³⁺0.2mol，第二阶段消耗铁粉0.1mol，产生Fe²⁺0.3mol，所以当铁粉加入量大于0.2mol小于0.3mol时，既有Fe³⁺，又有Fe²⁺。
（3）此过程的图像为
点评：本题难度较大，主要考查学生分析各个阶段Fe的存在方式。