Question

3．把7.2g铁粉投入40ml某HNO₃溶液中，充分反应后剩余固体1.6g，产生NO₂和NO的混合气体0.08mol，若不考虑N₂O₄的存在，则原HNO₃溶液的物质的量浓度（　　）

• A． 3.5 mol/L
• B． 4.5 mol/L
• C． 7.0 mol/L
• D． 9.0 mol/L

Answer 1

分析 把7.2g纯铁粉投入到40mL某HNO₃溶液中，充分反应后剩余固体1.6g，说明生成硝酸亚铁，硝酸完全反应，反应中硝酸起氧化剂、酸性作用，起酸性作用的酸性生成硝酸亚铁，根据Fe元素守恒计算硝酸亚铁，起氧化剂作用的硝酸生成NO和NO₂，根据N元素守恒可知n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO+NO₂），最后根据c=$\frac{n}{V}$计算出原HNO₃溶液的物质的量浓度．

解答 解：把7.2g纯铁粉投入到40mL某HNO₃溶液中，充分反应后剩余固体1.6g，说明生成硝酸亚铁，硝酸完全反应，
参加反应的Fe的质量为：m（Fe）=7.2g-1.6g=5.6g，其物质的量为：n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，则生成硝酸亚铁的物质的量为：n[Fe（NO₃）₂]=n（Fe）=0.1mol，
反应中硝酸起氧化剂、酸性作用，起酸性作用的酸性生成硝酸亚铁，起氧化剂作用的硝酸生成NO和NO₂，根据N元素守恒可知该硝酸溶液中含有硝酸的总物质的量为：n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO+NO₂）=0.1mol×2+0.08mol=0.28mol，
所以原HNO₃溶液的物质的量浓度为：c（HNO₃）=$\frac{0.28mol}{0.04L}$=7.0mol/L，
故选C．

点评 本题考查氧化还原反应计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意从N元素守恒的角度解答该题，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．