已知随着硝酸浓度的不同,Fe与硝酸反应会生成NO或NO2;Fe3+能与Fe发生下列反应:2Fe3++Fe═3Fe2+.现将某铁块与50g溶质的质量分数为63%的
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已知随着硝酸浓度的不同,Fe与硝酸反应会生成NO或NO2;Fe3+能与Fe发生下列反应:2Fe3++Fe═3Fe2+.现将某铁块与50g溶质的质量分数为63%的硝酸溶液发生反应,若反应中生成的气体均完全逸出并全部收集,请通过计算回答下列问题: (1)若反应后,铁块全部溶解,硝酸仍有剩余,只收集到NO2气体,其体积在标准状况下为3.36L,则参加反应的Fe质量为______g. (2)若反应后,硝酸完全消耗,铁块仍有剩余,收集到的气体是NO2和NO的混合气体,其体积在标准状况下也为3.36L,则参加反应的Fe质量为______g. (3)若该铁块是表面含有Fe2O3的铁块,质量为15g,且该铁块与上述硝酸恰好完全反应.如果将铁块中单质Fe的质量分数设为ω,则ω理论上的最大值是:______. |
答案
(1)反应后,铁块全部溶解,硝酸仍有剩余,Fe被氧化生成Fe(NO3)3, 生成NO2的物质的量为=0.15mol, 根据电子转移守恒,可知n(Fe)==0.05mol, 故铁的质量为0.05mol×56g/mol=2.8g, 故答案为:2.8; (2)若反应后,硝酸完全消耗,铁块仍有剩余,Fe被氧化生成Fe(NO3)2, NO、NO2的总物质的量为=0.15mol, 根据氮元素守恒,起酸的作用的硝酸的物质的量为:-0.15mol=0.35mol, 故参加反应的n(Fe)=0.35mol×=0.175mol, 参加反应的铁的质量0.175mol×56g/mol=9.8g, 故答案为:9.8; (3)若该铁块是表面含有Fe2O3的铁块,与上述硝酸恰好完全反应,当反应生成Fe(NO3)2与NO时,铁块中Fe的质量最大,其质量分数最大,发生反应3Fe+8HNO3═3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O、Fe2O3+Fe+6HNO3═3Fe(NO3)2+3H2O, 硝酸的物质的量为:=0.5mol, 令铁块中Fe、Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol,则: 3Fe+8HNO3 ═3Fe(NO3)2 +2NO↑+4H2O、 (x-y) (x-y) Fe2O3+Fe+6HNO3═3Fe(NO3)2+3H2O, y y 6y 所以, 解得,x=0.125、y=0.05, 故单质铁的质量分数ω理论上的最大值是×100%=46.7%, 故答案为:46.7%. |
举一反三
写出下列反应的化学方程式 (1)Al与NaOH溶液反应:______ (2)Na2O2与CO2反应:______ (3)写出铁与水蒸气反应的化学方程式______ (4)写出碳酸钠水解的离子方程式______ (5)苯与溴反应的化学方程式______,反应类型______. |
实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气.今欲制取氯气44.8L(标准状况下),需二氧化锰多少克?______被氧化的浓盐酸多少克?______. |
近期有两件事引起了人们的极大关注. (1)“问题奶粉”①其问题主要是掺杂了三聚氰胺,该物质的结构如图,该物质的含氮量为______,蛋白质是由不同氨基酸组成的,根据组成的不同,其含氮量一般在15~17.6%之间变化.而农业用氮肥中包括碳酸氢铵、硝酸铵以及尿素,含氮量依次增加,以尿素最高,理论值为______,现代工业合成三聚氰胺主要使用尿素为原料,在加热和一定压力条件下生成该物质及氨和二氧化碳,试写出化学方程式______. ②该物质遇强酸或强碱水溶液水解,氨基逐步被羟基取代,先生成三聚氰酸二酰胺,进一步水解生成三聚氰酸一酰胺,最后生成三聚氰酸.经研究表明三聚氰胺和三聚氰酸在肾细胞中结合沉积从而形成肾结石,堵塞肾小管,最终造成肾衰竭.试写出三聚氰胺生成三聚氰酸的化学方程式______. (2)“神七问天”①联氨(N2H4)是航天飞船常用的高能燃料.联氨是一种无色可燃的液体,溶于水显碱性,其原理与氨相似,但其碱性不如氨强,写出其溶于水呈碱性的离子方程式:______. ②联氨也可以采用尿素[CO(NH2)2]为原料制取,方法是在高锰酸钾催化剂存在下,尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水,写出其反应的化学方程式______. ③火箭推进器中分别装有联氨和过氧化氢,当它们混合时即产生气体,并放出大量热.已知:12.8g液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量;H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ•mol-1 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196.4kJ•mol-1则写出表示联氨燃烧热的热化学方程式为______.
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(1)分别取Wg钠、镁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是______; (2)分别取0.1mol钠、镁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是______; (3)若产生相同物质的量的氢气,所需钠、镁、铝的质量比为______; (4)若产生相同体积(同温同压下)的氢气,所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比为______; (5)若将0.2mol金属钠、铝、铁分别投入到10mL1mol/L的盐酸中,在标准状况下,产生氢气的体积大小顺序是______; (6)把0.5mol钠投入到m1g水(过量)中得到a溶液,把0.5mol镁投入到m2g盐酸(过量)中得到b溶液,若m1=m2,则a、b质量的大小关系是______. |
液态化合物在一定量的氧气中恰好完全燃烧,反应方程式为:XY2(l)+3O2(g)=XO2(g)+2YO2(g)冷却后,在标准状况下测得生成物的体积是672ml,密度是2.56g/L. (1)反应前O2的体积为______. (2)化合物XY2的摩尔质量是______. (3)在XY2分子中,X、Y两元素的质量之比为3:16,则X、Y两元素分别为______和______(写元素名称). |
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