Question

1．往一個盛有100mL的硝酸（濃度為1.0mol/L）和硫酸（濃度為2.0mol/L）的混和稀溶液中逐漸加入鐵粉至反應停止，生成的氣體與所加入鐵粉的質量如下所示
（1）鐵與過量的稀硝酸反應的離子反應為：1Fe+4H⁺+1NO₃^--1Fe³⁺+1NO↑+2H₂O
配平上面離子方程式；在酸性中H⁺的氧化性＜NO₃^-（填“＜、=、＞”）
（2）寫出A→B反應的離子方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
（3）在相同條件下，求在A點之前產生的氣體與B點之后產生的氣體的體積比（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）鐵與過量的稀硝酸反應生成硝酸亞鐵、NO和水；酸性溶液中硝酸根離子具有強氧化性，氫離子具有弱氧化性；
（2）由圖象可知，開始就產生氣體，中間氣體體積不變，后段氣體體積增大，故OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，B以后段發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（3）OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，B以后段發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，結合離子方程式計算．

解答 解：（1）鐵與過量的稀硝酸反應生成硝酸亞鐵、NO和水，其反應的離子方程式為：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；酸性溶液中硝酸根離子具有強氧化性，氫離子具有弱氧化性，所以在酸性中H⁺的氧化性＜NO₃^-；
故答案為：1、4、1、1、1、2；＜；
（2）由圖象可知，開始就產生氣體，中間氣體體積不變，后段氣體體積增大，故OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段發(fā)生反應為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，B以后段發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）OA段發(fā)生反應為：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，n（NO）=n（NO₃^-）=0.1L×1.0mol/L=0.1mol，
溶液中氫離子的總物質的量為0.1L×1.0mol/L+0.1L×2.0mol/L×2=0.5mol，OA段消耗氫離子為0.4mol，
則BC段消耗氫離子為0.1mol，發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，n（H₂）=$\frac{1}{2}$n（H⁺）=0.1mol×$\frac{1}{2}$=0.05mol，
所以在A點之前產生的氣體與B點之后產生的氣體的體積比0.1mol：0.05mol=2：1；
答：在A點之前產生的氣體與B點之后產生的氣體的體積比為2：1．

點評 本題以圖象為載體，考查有關金屬和酸反應的計算題，題目難度中等，關鍵根據(jù)圖象分析各段發(fā)生的反應，注意Fe與硝酸的離子方程式，側重于考查學生的分析能力和計算能力．