一道关于铁与稀硝酸反应的化学题

题目

一道关于铁与稀硝酸反应的化学题
2.24gFe与 某浓度HNO3完全反应,放出NO气体,在反应后溶液中加入足量的NaOH溶液,加热,又放出与NO等体积的NH­3气,两气体总质量为0.47g.
求：
（1）溶液中金属离子的浓度.
（2）原硝酸的物质的量浓度.（假设溶液体积不变,硝酸的浓度变化对还原产物无影响）

答案

【解析】
因为 V(NO)=V(NH3)
所以 n(NO)=n(NH3) = a
据“两气体总质量为0.47g”列式：30a + 17a = 0.47 ,解得a=0.01mol
2.24gFe即为0.04molFe
设Fe被硝酸氧化后生成 x molFe2+,则氧化后生成的Fe3+的物质的量为(0.04-x)mol
【注意】既然溶液可以和NaOH反应并且放出NH3,则可说明Fe与HNO3反应的还原产物除了NO外还有NH4+
依据“氧化还原反应中化合价升降总数相等”,列式得：
2x + 3*(0.04-x) = 0.01*3 + 0.01*8
解得：x=0.01
【注意】化合价升高的为Fe元素：Fe -- Fe2+, Fe3+
化合价降低的为N元素：HNO3--NO, NH4+
（1）溶液中Fe2+的物质的量为0.01mol； Fe3+的物质的量为0.03mol
(2)很显然0.01molFe(NO3)2中含N: 0.02mol
0.03molFe(NO3)3中含N: 0.09mol
再加上0.01molNH3中的N, 0.01molNO中的N,
反应后的N总共为0.02+0.09+0.01+0.01=0.13mol
根据氮元素守恒,可得HNO3的物质的量为0.13mol
因为题中没有给出溶液的体积,所以应该是少了一个数据,知道体积了,用物质的量除以体积即为浓度.