Question

將一定質量的鐵投入10.0ml某濃度的HNO₃中恰好完全溶解，將產生的氣體全部收集并與672ml（標況）O₂混合恰好能完全被吸收，在鐵和HNO₃反應得到的溶液中滴加稀硫酸直至不再產生氣體為止，又收集到無色氣體224ml．則原來投入的鐵的質量是（　　）

A．4.20g

B．2.80g

C．28.0g

D．42.0g

Answer 1

分析：在鐵和HNO₃反應得到的溶液中滴加稀硫酸有氣體產生，說明溶液含有Fe（NO₃）₂，根據NO的體積計算溶液中反應消耗的Fe的物質的量，根據加硫酸后發生反應計算Fe+Fe（NO₃）₃=2Fe（NO₃）₂ 中消耗Fe的物質的量，即可計算總共消耗鐵的物質的量，進而計算鐵的質量．

解答：解：在鐵和HNO₃反應得到的溶液中滴加稀硫酸有氣體產生，說明溶液含有Fe（NO₃）₂，
一定質量的鐵投入10.0ml某濃度的HNO₃中恰好完全溶解，發生反應分別為：
①Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+2H₂O+NO↑
②Fe+2Fe（NO₃）₃=3Fe（NO₃）₂   （過量的鐵跟硝酸鐵反應）
③4NO+3O₂+2H₂0=4HNO₃         
由③可知672mLO₂等于0.03mol，NO的物質的量為0.04mol．
反應①中消耗的Fe為0.04mol，
加硫酸后發生反應④3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+2H₂O+NO，
NO氣體224ml等于0.01mol，則Fe²⁺有0.03mol（Fe²⁺是反應②所提供的），
則反應②中消耗Fe0.01mol，
Fe共有0.04+0.01=0.05mol，
質量為0.05mol×56g/mol=2.80g，
故選B．

點評：本題考查混合物的計算，題目難度中等，注意把握發生反應的可能性，從而計算消耗鐵的質量．