Question

11．将15g铁粉溶于1L稀硝酸中恰好完全反应，放出NO气体后称量所得溶液，发现比原溶液质量增加9g，则原溶液中硝酸的浓度为（　　）

• A． 1.0mol•L^-1
• B． 0.8mol•L^-1
• C． 0.6mol•L^-1
• D． 0.4mol•L^-1

Answer 1

分析 进入溶液的是铁单质，产生的是NO，根据差量法可以计算一氧化氮的质量，金属和硝酸之间的反应分为铁过量和不足两种情况，可以根据一氧化氮的物质的量确定是哪种情况，根据电子守恒和元素守恒设未知数进行计算即可．

解答 解：铁与稀硝酸可能发生反应：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O、3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
由质量守恒可知m（NO）=15g-9g=6g，n（NO）=$\frac{6g}{30g/mol}$=0.2mol，
n（Fe）=$\frac{15g}{56g/mol}$=0.27mol，
若生成Fe（NO₃）₃，则生成0.27molNO，
如生成Fe（NO₃）₂，则生成0.27mol×$\frac{2}{3}$=0.18molNO，
则说明生成Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，
令Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂物质的量分别为xmol、ymol，
根据Fe元素守恒及电子转移守恒，可得：x+y=0.27，3x+2y=0.2×3，
解得x=0.06、y=0.21，
根据N元素守恒可知，n（HNO₃）=3n[Fe（NO₃）₃]+2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO）=3×0.06mol+2×0.21mol+0.2mol=0.8mol，
原硝酸的物质的量浓度=$\frac{0.8mol}{1L}$=0.8 mol/L，
故选B．

点评 本题考查学生金属铁和硝酸之间的反应情况，明确反应产物是解题关键，注意元素守恒和电子守恒的应用是重点，难度较大．