Question

11．將15g鐵粉溶于1L稀硝酸中恰好完全反應，放出NO氣體后稱量所得溶液，發(fā)現比原溶液質量增加9g，則原溶液中硝酸的濃度為（　　）

• A． 1.0mol•L^-1
• B． 0.8mol•L^-1
• C． 0.6mol•L^-1
• D． 0.4mol•L^-1

Answer 1

分析 進入溶液的是鐵單質，產生的是NO，根據差量法可以計算一氧化氮的質量，金屬和硝酸之間的反應分為鐵過量和不足兩種情況，可以根據一氧化氮的物質的量確定是哪種情況，根據電子守恒和元素守恒設未知數進行計算即可．

解答 解：鐵與稀硝酸可能發(fā)生反應：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O、3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
由質量守恒可知m（NO）=15g-9g=6g，n（NO）=$\frac{6g}{30g/mol}$=0.2mol，
n（Fe）=$\frac{15g}{56g/mol}$=0.27mol，
若生成Fe（NO₃）₃，則生成0.27molNO，
如生成Fe（NO₃）₂，則生成0.27mol×$\frac{2}{3}$=0.18molNO，
則說明生成Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，
令Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂物質的量分別為xmol、ymol，
根據Fe元素守恒及電子轉移守恒，可得：x+y=0.27，3x+2y=0.2×3，
解得x=0.06、y=0.21，
根據N元素守恒可知，n（HNO₃）=3n[Fe（NO₃）₃]+2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO）=3×0.06mol+2×0.21mol+0.2mol=0.8mol，
原硝酸的物質的量濃度=$\frac{0.8mol}{1L}$=0.8 mol/L，
故選B．

點評 本題考查學生金屬鐵和硝酸之間的反應情況，明確反應產物是解題關鍵，注意元素守恒和電子守恒的應用是重點，難度較大．