Question

某稀溶液中含有Fe(NO₃)₃、Cu(NO₃)₂、HNO₃,向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe²⁺的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则溶液中Fe(NO₃)₃、Cu(NO₃)₂、HNO₃物质的量浓度之比为(　　)

A.1∶1∶1　　　　　　B.1∶3∶1

C.3∶3∶8               D.1∶1∶4

Answer 1

选D。由于先发生反应:Fe+4HNO₃====Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O,再发生反应:Fe+2Fe(NO₃)₃====3Fe(NO₃)₂,最后发生反应:Fe+Cu(NO₃)₂====Fe(NO₃)₂+Cu。由图像知,1 mol Fe与HNO₃发生反应,生成Fe(NO₃)₃1 mol,需HNO₃4 mol;由图像知,

1 mol Fe与Fe(NO₃)₃发生反应,则需Fe(NO₃)₃2 mol,所以原溶液中含有Fe(NO₃)₃

1 mol;由图像知,1 mol Fe与Cu(NO₃)₂发生反应,则需Cu(NO₃)₂1 mol,所以原溶液中含有Cu(NO₃)₂1 mol,故选D项。

【方法技巧】铁与硝酸的反应规律

(1)铁与浓硝酸在常温下钝化,在加热时剧烈反应。

(2)铁与稀硝酸的反应:

硝酸过量时:

Fe+4HNO₃====Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O　①

Fe过量时:

3Fe+8HNO₃====3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O　②

铁与稀硝酸反应有关量的问题,可用数轴表示为:

①当时,按反应①进行,

产物仅有Fe(NO₃)₃,HNO₃可能有剩余。

②当≥时,按反应②进行,

产物仅有Fe(NO₃)₂,Fe可能有剩余。

③当<<时,则反应①②均发生,

产物为Fe(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃。