Question

3．铁矿石（主要成份FeS）与一定浓度的HNO₃反应，生成Fe（NO₃）₃、Fe₂（SO₄）₃、NO₂、N₂O₄、NO和H₂O，当NO₂、N₂O₄、NO的物质的量之比为4：1：4时，实际参加反应的FeS与HNO₃的物质的量之比为（　　）

• A． 16：25
• B． 1：7
• C． 1：6
• D． 2：11

Answer 1

分析 根据FeS化学式可知，溶液中铁离子与硫酸根离子的物质的量相等，令参加反应的FeS为1mol，则溶液中Fe₂（SO₄）₃为$\frac{1}{3}$mol，Fe（NO₃）₃为$\frac{1}{3}$mol，反应中Fe元素、S元素化合价升高，N元素化合价降低，根据电子转移守恒计算NO₂、N₂O₄、NO各的物质的量，进而计算起氧化剂作用的HNO₃，参加反应的硝酸为起氧化剂作用的硝酸与起酸作用的硝酸之和，以此解答该题．

解答 解：令参加反应的FeS为1mol，则溶液中Fe₂（SO₄）₃为$\frac{1}{3}$mol，Fe（NO₃）₃为$\frac{1}{3}$mol，
反应中Fe元素、S元素化合价升高，N元素化合价降低，令NO₂、N₂O₄、NO的物质的量分别为4amol、amol、4amol，
根据电子转移守恒有：1×（3-2）+1×[6-（-2）]=4a×（5-4）+a×（5-4）×2+4a×（5-2），
解得a=0.5，故NO₂、N₂O₄、NO的物质的量分别为2mol、0.5mol、2mol，
故起氧化剂作用的HNO₃为2mol+0.5mol×2+2mol=5mol，起酸的作用的硝酸生成Fe（NO₃）₃，
故起酸的作用的硝酸为$\frac{1}{3}$mol×3=1mol，参加反应的硝酸为5mol+1mol=6mol，
故实际参加反应的FeS与HNO₃的物质的量之比为1mol：6mol=1：6，
故选C．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和计算能力的考查，难度中等，利用电子转移守恒与元素守恒计算是关键，转移守恒思想在氧化还原反应计算中的运用．