Question

将一定质量的铁粉加入装有100 mL某浓度稀硝酸的容器中充分反应。试回答:

（1）容器中剩余mg铁粉，收集到NO气体448 mL(标准状况下)。

①所得溶液中溶质的化学式为__________。

②原稀硝酸的物质的量浓度为__________。

（2）向（1）中所得的固液混合物中逐滴滴加稀硫酸至刚好不再产生遇空气变成红棕色的气体为止，此时容器中剩余铁粉ng。

①此时溶液中溶质的化学式为__________。

②m-n的值为_______(精确到0.1)。

Answer

Fe(NO3)2 0.8 mol·L-1 FeSO4 5.0

【解析】（1）①容器中剩有m g的铁粉，铁过量，所得溶液中的溶质为Fe(NO3)2；②硝酸完全反应生成硝酸亚铁与NO，NO的物质的量=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol，根据电子转移守恒，参加反应的n（Fe）=0.02mol×3/2=0.03mol，由氮元素守恒可知：n（HNO3）=2n[Fe(NO3)2]+n（NO）=2×0.03mol+0.02mol=0.08mol，故原硝酸的物质的量浓度=0.08mol÷0.1L=0.8mol/L；（2）①向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸，溶液中的反应顺序为：Fe先和HNO3（氢离子由硫酸提供）生成NO，因为此时铁还是有剩余，所以硝酸根离子被消耗尽，硝酸根反应完全后，最后是Fe和H2SO4反应生成H2，至刚好不再产生遇空气变成红棕色的气体为止，此时溶液中的溶质为FeSO4；②Fe先和HNO3（氢离子由硫酸提供）生成NO，关系为：3Fe～2NO3-，溶液中硝酸根离子的物质的量是0.08mol-0.02mol=0.06mol，所以消耗铁的物质的量是0.06mol×3/2=0.09mol，质量是0.09mol×56g/mol≈5.0g，即m-n的值为5.0。