Question

在试管中用稀硫酸溶解少许硫酸亚铁晶体，再加入硝酸加热，产生无色气体在试管口变为红棕色，溶液由浅绿色变为棕黄色．
（1）红棕色气体为______，溶液显棕黄色的离子是______．被氧化元素是______．
（2）写出产生无色气体的反应的离子方程式：______．
（3）若反应使用的Fe²⁺、H₂SO₄、HNO₃的物质的量分别为0.4mol，0.2mol，0.1mol，则反应中转移电子______mol．

Answer 1

解：（1）硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能氧化亚铁离子，发生的反应有：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
2NO+O₂═2NO₂；根据反应的离子方程式可判断红棕色气体为NO₂，反应生成Fe³⁺离子，溶液呈棕黄色，根据化合价可判断出被氧化的元素为正二价铁元素，故答案为：NO₂；Fe³⁺；正二价铁元素；
（2）根据硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能氧化亚铁离子，结合氧化还原反应得失电子相等和电荷守恒写出离子方程式为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）已知：Fe²⁺、H⁺、NO₃^-的物质的量分别为0.4mol，0.5mol，0.1mol，
根据反应3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O进行计算，
3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
3 4 1
0.4mol 0.5mol 0.1mol
可知Fe²⁺、H⁺过量，NO₃^-离子完全反应，转移的电子的物质的量为0.1mol×3=0.3mol，故答案为：0.3mol．
分析：硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能氧化亚铁离子，
题中所发生的反应有：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；2NO+O₂═2NO₂；
先判断各反应物的物质的量，判断反应过量问题，根据化合价变化计算反应中转移的电子．
点评：本题考查硝酸的氧化性和亚铁离子的还原性，有关氧化还原反应的计算要注意从化合价的角度判断得失电子的量．本题难度中．