Question

2．含1mol 溶质HNO₃的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物与铁粉物质的量的关系如图所示（已知稀硝酸的还原产物只有NO）．下列有关判断正确的是（　　）

• A． 曲线a表示Fe²⁺，曲线b表示Fe³⁺
• B． P点时总反应的离子方程式可表示为5Fe+16H⁺+4NO₃^-═3Fe²⁺+2Fe³⁺+4NO↑+8H₂O
• C． n₂=0.3
• D． n₃：n₁=3：1

Answer 1

分析 向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程，开始先生成Fe（NO₃）₃，反应方程式为：Fe+4 HNO_3（稀）=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，当铁过量时，过量的铁再与 Fe（NO₃）₃反应生成 Fe（NO₃）₂，2Fe（NO₃）₃+Fe=3 Fe（NO₃）₂，P点为 Fe（NO₃）₃ 与 Fe（NO₃）₂物质的量相等的点，参加反应的硝酸为1mol，利用方程式计算出 Fe（NO₃）₃为0.25mol，可求n1，由此分析解答．

解答 解：A、向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程，开始先生成Fe（NO₃）₃，反应方程式为：Fe+4 HNO_3（稀）=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，根据硝酸的物质的量为4mol利用方程式可计算出生成的 Fe（NO₃）₃为1mol，所以参加反应的硝酸为1mol即n₁=0.25，a表示Fe（NO₃）₃，故A错误；
B、Fe（NO₃）₃ 与过量的铁继续反应生成 Fe（NO₃）₂，反应方程式为：2Fe（NO₃）₃+Fe=3 Fe（NO₃）₂，P点为 Fe（NO₃）₃ 与 Fe（NO₃）₂物质的量相等的点，随后是Fe（NO₃）₃ 与过量的铁继续反应生成 Fe（NO₃）₂，反应方程式为：2Fe（NO₃）₃+Fe=3 Fe（NO₃）₂，P点为 Fe（NO₃）₃ 与 Fe（NO₃）₂物质的量相等的点，故B错误；
C、根据铁原子守恒，n（Fe）=n（Fe（NO₃）₂）+n（Fe（NO₃）），所以 n（Fe）=0.3mol，即n₂=0.3mol，故C正确；
D、向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程，开始先生成Fe（NO₃）₃，反应方程式为：Fe+4 HNO_3（稀）=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，根据硝酸的物质的量为1mol利用方程式可计算出生成的 Fe（NO₃）₃为0.25mol，所以参加反应的铁为0.25mol即n₁=0.25，将0.25mol的 Fe（NO₃）₃转化为 Fe（NO₃）₂需要的金属铁是0.125mol，所以n₃=0.25mol+0.125mol=0.375mol，n₃：n₁=3：2，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了铁与稀硝酸的反应，要注意铁和硝酸谁多谁少，以及加入的顺序，难度较大．