铁与稀硝酸反应归纳
时间:2021-04-19 14:41 来源:未知 作者:吴键 点击:次 所属专题: 铁和硝酸
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铁与稀硝酸的反应与反应物的量有关,原因在于金属铁有变价。具体情况比较复杂,归纳解析如下:
一. 知识归纳
涉及的化学反应方程式:
(1)
(2)
用数轴表示如下:
铁与稀硝酸反应情况可以归纳为:
1. ,产物仅有 , 可能有剩余;
2. ,产物仅有 , 可能有剩余;
3. ,产物为 和 的混合物。
注:在的量比范围内,与稀硝酸均为恰好反应,即两者恰好反应时其量比为一个范围,而不是一个比值。
将上述物质的量比换算为质量比,在应用时更加方便。与上述对应关系为:
1. ,产物仅有 , 可能有剩余;
2. ,产物仅有 , 可能有剩余;
3. ,产物为 和的混合物。
应用时,先计算量比,再判断所发生的反应属于哪种情况,确定后通过计算或判断得出结论。
二. 实例应用
例1.向含有a g 的稀溶液中,加入b g铁粉充分反应,铁粉全部溶解。已知有 被还原,则 不可能是( )
A. 2:1 B. 3:1 C. 4:1 D. 9:2
解析:因有 被还原,即可知 全部参加反应,又因 全部溶解,无剩余,所以 ,即 。
答案:A
例2. 将0.4mol铁粉逐渐加入含硝酸0.8mol的稀硝酸中,反应生成气体的物质的量x随着消耗铁粉的物质的量y的关系如图,正确的是( )
解析:首先判断反应物之间量的关系,然后再分析计算。
由铁与稀硝酸反应的化学方程式可知,铁与硝酸物质的量之比为3:8时,恰好完全反应。现铁过量,按硝酸的量计算生成NO的物质的量为0.2mol,消耗铁0.3mol,D图象正确。
答案:D
例3. 将一定量的铁粉加入到装有100mL某浓度的稀硝酸溶液的容器中充分反应。
(1)容器中剩余 铁粉,收集到NO气体448mL(标准状况下);
①所得溶液中溶质的化学式______________。
②原硝酸溶液的物质的量浓度为_________mol/L。
(2)向上述固、液混合物中逐滴加入稀硫酸直到刚好不再产生气体为止,该气体遇空气变为红棕色,此时容器中有铁粉 。
①此时溶液中溶质的化学式________________。
② 的值为(计算精确到0.1g)_________。
解析:(1)中发生的反应: ,故溶质为 ,原硝酸溶液的物质的量浓度按NO的量计算为0.8mol/L。
(2)中发生的反应: ,即硫酸提供H+,使溶液又具有氧化性,硝酸根离子变成NO气体,故溶质为 , 的值根据剩余的 计算为5.0g。
答案:(1)① ②0.8 (2)① ②5.0g
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