Question

17．将8g Fe置于40mL HNO₃中微热，生成气体的颜色随反应的进行由深变浅，充分反应后得标准状况下的气体为1.792L，此时剩余2.4g固体，求：
（1）该反应中被还原的硝酸和未被还原的硝酸的质量比；
（2）求混合气体中NO和NO₂的体积比．

Answer 1

分析 将8g铁粉置于40mlHNO₃溶液中，发生的反应有：Fe+6HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
反应后铁过量，则继续发生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，最后得到溶液为Fe（NO₃）₂，反应的铁的质量为：8g-2.4g=5.6g，根据反应的有关方程式结合元素守恒铁以及电子守恒进行计算．

解答 解：（1）反应的铁的质量为：8g-2.4g=5.6g，则n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，
将10g铁粉置于40mlHNO₃溶液中，发生的反应有：Fe+6HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，3Fe+8HNO₃（稀）=3Fe（NO₃）₂+NO↑+4H₂O，反应后铁过量，则继续发生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，最后得到溶液为Fe（NO₃）₂，所以，未被还原的HNO₃的物质的量为n（HNO₃）=2n（Fe）=2×0.1mol=0.2mol，则被还原的硝酸的物质的量为：$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，所以该反应中被还原和未被还原的HNO₃的物质的量之比为：0.08mol：0.2mol=2：5，等于质量之比．
答：该反应中被还原和未被还原的HNO₃的质量之比为2：5；
（2）设混合气体中NO为xmol，NO₂为ymol，则有：3x+y=2×0.1（电子守恒）x，x+y=0.08（N元素守恒），解得x=0.06mol．y=0.02mol．相同条件下，气体的物质的量之比等于体积之比，则NO、NO₂体积比为3：1，答：NO、NO₂体积比为3：1．

点评 本题考查化学方程式的有关计算，题目难度不大，注意有关反应方程式的书写，从守恒的角度解答．