Question

（12分）鐵與HNO₃作用時，還原產(chǎn)物除與HNO₃濃度有關(guān)外，還與溫度有關(guān)。已知鐵
與冷的稀HNO₃反應(yīng)時，主要還原產(chǎn)物為NO氣體；與熱的稀HN0₃反應(yīng)時，主要還原產(chǎn)物
為N₂O氣體；當(dāng)HNO₃更稀時，其重要還原產(chǎn)物是NH₄⁺。現(xiàn)有鐵與稀 HNO₃的作用，請分析
下圖，回答有關(guān)問題。
假設(shè)曲線的各段內(nèi)只有一種還原產(chǎn)物。

（1）0點到a點的還原產(chǎn)物是          ________      __。
（2）a點到b點的還原產(chǎn)物是__    __，其原因是                       。
（3）試完成b點到c點的反應(yīng)方程式：
口Fe+口HNO₃——口Fe( NO₃)₃+口[    ]+口H₂0。
（4）反應(yīng)過程中，到達   ________ 點時,HN0₃已完全反應(yīng)。
（5）已知達到d點時反應(yīng)結(jié)束，此時溶液中的主要陽離子是         。
（6）c點和d點參加反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量之比是       ___________。

Answer 1

(12分)
（1）  NO （1分）              
(2 )  N₂O （1分）
反應(yīng)放熱，使溶液溫度升高   （2分）
（3） 8   30    8     3 NH₄NO₃    9  （2分）
（4） c （2分）  （5）  Fe²⁺（2分）  （6） 2:3（2分）

解析試題分析：（1）鐵與稀硝酸反應(yīng)開始時的還原產(chǎn)物是NO，所以0點到a點的還原產(chǎn)物是NO；
（2）鐵與稀硝酸的反應(yīng)放熱，使溶液溫度升高，所以a點到b點的還原產(chǎn)物是N₂O；
（3）b點到c點的氣體的體積不再變化，說明此時的還原產(chǎn)物是NH₄⁺，所以b點到c點的反應(yīng)方程式中的空白處是NH₄NO₃，F(xiàn)e失去3個電子，硝酸中的+5價的N得到8個電子生成-3價的N，根據(jù)得失電子守恒，F(xiàn)e的系數(shù)是8，NH₄NO₃的系數(shù)是3，利用觀察法配平其他物質(zhì)的系數(shù)即可，所以b點到c點的反應(yīng)方程式8Fe+30HNO₃="8Fe(" NO₃)₃+3 NH₄NO₃+9H₂0。
（4）該反應(yīng)到達c點時硝酸完全反應(yīng)，此時溶液中的H⁺的濃度為0；
（5）硝酸完全反應(yīng)后，再加入Fe，則會發(fā)生Fe+2Fe³⁺="3" Fe²⁺，所以反應(yīng)結(jié)束時溶液中的主要陽離子是Fe²⁺;
（6）由圖可知，若c點時參加反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量是3mol，溶液中存在3molFe³⁺;則d點發(fā)生Fe+2Fe³⁺="3" Fe²⁺時,又需要Fe的物質(zhì)的量是1.5mol，所以d點參加反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量共是3+1.5=4.5mol，所以c點和d點參加反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量之比是3:4.5=2:3.
考點：考查Fe與硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物的判斷，對圖像的分析，氧化還原反應(yīng)的計算