(10分)向含有0.8 mol的稀硝酸中慢慢加入22.4 g的鐵粉，假設(shè)反應(yīng)分為兩個(gè)階段。

第一階段為：Fe＋HNO3(稀)―→Fe(NO3)3＋NO↑＋H2O

（1）寫出這兩個(gè)階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

第一階段：                                                                   。

第二階段：                                                                   。

（2）正確表達(dá)這兩個(gè)階段反應(yīng)中，加入鐵粉的物質(zhì)的量與溶液中鐵元素存在的形式的關(guān)系

                                                                               

                                                                             

                                                                             。

（3）在圖中畫出溶液中Fe2＋、Fe3＋、NO的物質(zhì)的量隨加入鐵粉的物質(zhì)的量變化的關(guān)系圖象(橫坐標(biāo)為加入鐵粉的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)是溶液中離子的物質(zhì)的量)。

 

【答案】

（1）Fe＋4H＋＋NO＝Fe3＋＋NO↑＋2H2O        2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋

（2）①加入Fe粉為0～0.2 mol時(shí)，存在形式為Fe3＋；

②加入鐵粉為0.2～0.3 mol時(shí)，存在形式為Fe2＋和Fe3＋；

③加Fe粉為n(Fe)≥0.3 mol時(shí)，存在形式為Fe2＋。

（3）如圖：

【解析】

試題分析：（1）第一階段的離子方程式為：Fe＋4H＋＋NO＝Fe3＋＋NO↑＋2H2O。第二階段加入的Fe會(huì)將生成的Fe3+還原成Fe2+，離子方程式為2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋。

（2）第一階段中0.8mol硝酸消耗鐵粉0.2mol，產(chǎn)生Fe3+0.2mol，第二階段消耗鐵粉0.1mol，產(chǎn)生Fe2+0.3mol，所以當(dāng)鐵粉加入量大于0.2mol小于0.3mol時(shí)，既有Fe3+，又有Fe2+。

（3）此過程的圖像為

考點(diǎn)：鐵與硝酸反應(yīng)的計(jì)算

點(diǎn)評：本題難度較大，主要考查學(xué)生分析各個(gè)階段Fe的存在方式。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2011?兗州市三模）實(shí)驗(yàn)室用銅制取硫酸銅，將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體．
（1）為了節(jié)約原料，硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比最佳為
3：2
3：2
；為了吸收該反應(yīng)中產(chǎn)生的尾氣，請選擇下列中合適的裝置
B
B
．

（2）為符合綠色化學(xué)的要求，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：
第一組：以空氣為氧化劑法
方案1：以空氣為氧化劑．將銅粉在儀器B中反復(fù)灼燒，使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)．
方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)．向反應(yīng)液中加少量FeSO4，即發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅．反應(yīng)完全后，加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH，鐵元素全部沉淀（一般認(rèn)為鐵離子的濃度下降到10-5mol?L-1，就認(rèn)為沉淀完全），然后過濾、濃縮、結(jié)晶．
已知：Ksp[Cu（（OH）2]≈10-22，Ksp[Fe（（OH）2]≈10-16，Ksp[Fe（（OH）3]≈10-38
請回答下列問題：
如開始加入的銅粉為3.2g，最后所得溶液為500mL，溶液中含有鐵元素0.005mol．
①方案1中的B儀器名稱是
坩堝
坩堝
．
②為了使鐵元素全部沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)pH至少為
3
3
．
③方案2中甲物質(zhì)可選用的是
CD
CD
．
A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2（OH）2CO3   E、Fe2（SO4）3
④反應(yīng)中加入少量FeSO4可加速銅的氧化，用離子方程式解釋其原因
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
．
第二組：過氧化氫為氧化劑法
將3.2g銅絲放到45mL 1.5mol?L-1的稀硫酸中，控溫在50℃．加入18mL 10%的H2O2，反應(yīng)0.5h，升溫到60℃，持續(xù)反應(yīng)1h后，過濾、蒸發(fā)濃縮、減壓抽濾等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4?5H2O 10.5g．
請回答下列問題：
⑤反應(yīng)時(shí)溫度控制在50℃～60℃不宜過高的原因是
防止雙氧水分解
防止雙氧水分解
，
⑥本實(shí)驗(yàn)CuSO4?5H2O的產(chǎn)率為
84%
84%
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料．銅不能與稀硫酸直接反應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)中將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體（裝置如圖所示）．
（1）寫出燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Cu+H2SO4+2HNO3=CuSO4+2NO2↑+2H2O
或3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO↑+4H2O
Cu+H2SO4+2HNO3=CuSO4+2NO2↑+2H2O
或3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO↑+4H2O
．
（2）為符合綠色化學(xué)的要求，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：
第一組：以空氣為氧化劑法
方案1：以空氣為氧化劑．將銅粉在儀器B中反復(fù)灼燒，使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)．
方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)．向反應(yīng)液中加FeSO4或Fe2（SO4）3，即發(fā)生反應(yīng)．反應(yīng)完全后向其中加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH 3～4，產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀，過濾、濃縮、結(jié)晶，濾渣作催化劑循環(huán)使用．已知：
沉淀物 Fe（OH）3 Cu（OH）2 Fe（OH）2 開始沉淀pH 2.7 4.8 7.6 完全沉淀pH 3.7 6.4 9.6
請回答下列問題：
①方案1中的B儀器名稱是
坩堝
坩堝
．
②方案2中甲物質(zhì)是
C
C
，最后所得晶體中可能含有
F
F
 （填字母序號）
A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、FeSO4   E、Fe2（SO4）3  F、FeSO4?7H2O
第二組：過氧化氫為氧化劑法
將3.2g銅絲放到45mL 1.5mol?L-1的稀硫酸中，控溫在50℃．加入18mL 10%的H2O2，反應(yīng)0.5h后，升溫到60℃，持續(xù)反應(yīng)1h后，過濾、蒸發(fā)濃縮、減壓抽濾等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4?5H2O 10.5g．
請回答下列問題：
③加熱時(shí)溫度不宜過高的原因是
防止雙氧水分解
防止雙氧水分解
，寫出組裝減壓抽濾裝置的注意點(diǎn)
濾紙不得大于布氏漏斗底且覆蓋所有小孔；橡皮塞插入部分不超過三分之二；布氏漏斗頸口斜面與吸濾瓶支管口相對；安全瓶中導(dǎo)管與吸濾瓶相連短與抽濾泵相連長
濾紙不得大于布氏漏斗底且覆蓋所有小孔；橡皮塞插入部分不超過三分之二；布氏漏斗頸口斜面與吸濾瓶支管口相對；安全瓶中導(dǎo)管與吸濾瓶相連短與抽濾泵相連長
．（至少二點(diǎn)）
④本實(shí)驗(yàn)CuSO4?5H2O的產(chǎn)率為
84%
84%
．
上述兩種氧化法中，更符合綠色化學(xué)理念的
第二組
第二組
（填“第一組”或“第二組”），理由是
第一組方案1需要灼燒，多消耗能源
第一組方案1需要灼燒，多消耗能源
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

物質(zhì)在水中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡和沉淀的溶解平衡，它們都可看作化學(xué)平衡．請根據(jù)所學(xué)的知識回答：
（1）A為0.1mol/L的（NH4）2SO4溶液，在該溶液中各種離子的濃度由大到小順序?yàn)?!--BA-->
c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）
c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）
．
（2）B為0.1mol/L NaHCO3溶液，請分析NaHCO3溶液顯堿性的原因：
HCO
 
-
3
的水解程度大于其電離程度，溶液中c（OH-）＞c（H+），故溶液顯堿性
HCO
 
-
3
的水解程度大于其電離程度，溶液中c（OH-）＞c（H+），故溶液顯堿性
．
（3）C為FeCl3溶液，實(shí)驗(yàn)室中配制FeCl3溶液時(shí)常加入
鹽酸
鹽酸
溶液以抑制其水解，若把B和C溶液混合，將產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色氣體，該反應(yīng)的離子方程式為
Fe3++3HCO
 
-
3
═Fe（OH）3↓+3CO2↑
Fe3++3HCO
 
-
3
═Fe（OH）3↓+3CO2↑
．
（4）D為含有足量AgCl固體的飽和溶液，AgCl在水中存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）?Ag+（aq）+Cl-（aq），在25℃時(shí)，氯化銀的Ksp=1.8×10-10．現(xiàn)將足量氯化銀分別放入：
①100mL蒸餾水中；②100mL 0.2mol/L AgNO3溶液中；③100mL 0.1mol/L氯化鋁溶液中；④100mL 0.1mol/L鹽酸中，充分?jǐn)嚢韬�，相同溫度下c（Ag+）由大到小的順序是
）②＞①＞④＞③
）②＞①＞④＞③
（填寫序號）；②中氯離子的濃度為
9×10-10
9×10-10
mol/L．
（5）E為CuSO4溶液，已知25℃時(shí)，Ksp[Cu（OH）2]=2×10-20．要使0.2mol?L-1 E溶液中Cu2+沉淀較為完全（使Cu2+濃度降至原來的千分之一），則應(yīng)向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH為
6
6
．

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科目：高中化學(xué) 來源：2013屆安徽省望江二中高三第三次月考化學(xué)試卷（帶解析） 題型：填空題

(10分)向含有0.8 mol的稀硝酸中慢慢加入22.4 g的鐵粉，假設(shè)反應(yīng)分為兩個(gè)階段。
第一階段為：Fe＋HNO3(稀)―→Fe(NO3)3＋NO↑＋H2O
（1）寫出這兩個(gè)階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：
第一階段：                                                                  。
第二階段：                                                                  。
（2）正確表達(dá)這兩個(gè)階段反應(yīng)中，加入鐵粉的物質(zhì)的量與溶液中鐵元素存在的形式的關(guān)系
                                                                               
                                                                            
                                                                            。
（3）在圖中畫出溶液中Fe2＋、Fe3＋、NO的物質(zhì)的量隨加入鐵粉的物質(zhì)的量變化的關(guān)系圖象(橫坐標(biāo)為加入鐵粉的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)是溶液中離子的物質(zhì)的量)。

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