Question

有三份不同質(zhì)量的鐵粉樣品①②③，甲、乙、丙三位同學(xué)各取一份樣品分別與含有0.8molHNO₃的稀硝酸反應(yīng),反應(yīng)后硝酸和鐵均無(wú)剩余，且硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。據(jù)此回答下列問(wèn)題：
(1)甲取樣品①，反應(yīng)后的溶液中鐵只以Fe³⁺離子的形式存在，則樣品①的質(zhì)量為   g。
(2)乙取樣品②，反應(yīng)后的溶液中既含有Fe³⁺、又含有Fe²⁺離子，則樣品②的質(zhì)量(設(shè)為ag)范圍是               。
(3)丙取樣品③，將其慢慢加入到稀硝酸中，并不斷攪拌，反應(yīng)過(guò)程中溶液里Fe³⁺、Fe²⁺、NO₃^—三種離子中的兩種離子的物質(zhì)的量的變化曲線如下圖所示，則該曲線表示的是    
物質(zhì)的量變化的曲線，請(qǐng)你在此圖中再畫(huà)出另外種離子的物質(zhì)的量的變化曲線。

Answer 1

(1) 11.2g   (2) 111.2＜a＜16.8 
(3) NO₃^-；

試題分析：（1）設(shè)Fe的物質(zhì)的量是x，則生成硝酸鐵也是x，
所以被還原的硝酸是0.8mol－3x
根據(jù)電子的得失守恒可知，3x＝3×（0.8mol－3x）
解得x＝0.2mol
所以鐵的質(zhì)量是0.2mol×56g/mol＝11.2g
（2）如果鐵的氧化產(chǎn)物是亞鐵離子，則生成硝酸亞鐵是2x
所以被還原的硝酸是0.8mol－2x
根據(jù)電子的得失守恒可知，2x＝3×（0.8mol－2x）
解得x＝0.3mol
所以鐵的質(zhì)量是0.3mol×56g/mol＝16.8g
因此如果是反應(yīng)后的溶液中既含有Fe³⁺、又含有Fe²⁺離子
則樣品②的質(zhì)量是11.2＜a＜16.8
（3）由于最初溶液中NO₃^－的物質(zhì)的量就是0.8mol，所以曲線表示的是NO₃^－的物質(zhì)的量變化的曲線；根據(jù)反應(yīng)的方程式Fe＋4HNO₃＝Fe(NO₃)₃＋NO↑＋2H₂O、2Fe(NO₃)₃＋Fe=3Fe(NO₃)₂可知，鐵離子的最大值是0.2mol。如果繼續(xù)加入鐵，則開(kāi)始生成亞鐵離子，亞鐵離子的最大值是0.3mol。
點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度試題的考查，側(cè)重對(duì)學(xué)生解題能力的培養(yǎng)。試題綜合性強(qiáng)，貼近高考，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納、總結(jié)問(wèn)題的能力。有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和逆向思維能力，有助于提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。該題的關(guān)鍵是明確反應(yīng)原理，然后結(jié)合題意靈活運(yùn)用即可。