作业帮将一定量铁粉投入到500mL某浓度的稀硝酸中,恰好完全反应,在标准状况下产生NO气体11.2L,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2,则该硝酸溶液的物质的量浓度为（）A、1mol.L-1 B、2 mol.L-1 C、3mol.L-1
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/11 05:09:59
将一定量铁粉投入到500mL某浓度的稀硝酸中,恰好完全反应,在标准状况下产生NO气体11.2L,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2,则该硝酸溶液的物质的量浓度为（）A、1mol.L-1 B、2 mol.L-1 C、3mol.L-1
将一定量铁粉投入到500mL某浓度的稀硝酸中,恰好完全反应,在标准状况下产生NO气体11.2L,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2,则该硝酸溶液的物质的量浓度为（）
A、1mol.L-1 B、2 mol.L-1 C、3mol.L-1 D、4mol.L-1
将一定量铁粉投入到500mL某浓度的稀硝酸中,恰好完全反应,在标准状况下产生NO气体11.2L,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2,则该硝酸溶液的物质的量浓度为（）A、1mol.L-1 B、2 mol.L-1 C、3mol.L-1
选D
法一：
发生的反应可看做：Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,2Fe3+ + Fe = 3Fe2+.
硝酸的量与Fe2+和Fe3+的浓度之比无关,只有他产生的NO有关.
NO为0.5mol,根据反应系数比,可得参与反应的HNO3为2mol,则浓度为4mol.L-1.
法二：
将反应看做以下两个,一步步计算
Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O（1）
3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O（2）
NO为0.5mol,设（1）产生NOxmol,（2）产生NOymol
x+y=0.5
1.5y：x=1：2（跟反应系数比以及Fe2+和Fe3+的浓度之比等于物质的量之比）
解得x=0.375mol,y=0.125mol.
跟反应系数比：
（1）消耗的硝酸为1.5mol,（2）消耗的硝酸为0.5mol,
总的消耗硝酸2mol,除以体积浓度为4mol.L-1.
所以选D
酸得3x0.5mol电子，即二价铁1.5mol 三价3mol 就这个思路，感觉题有问题
根据转移电子数相等来算
在标准状况下产生NO气体11.2L转移电子数为(11.2/22.4)*3=1.5MOL
又有Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2物质的量为1:2设x和2x
转移电子数2x+6x=1.5
硝酸的物质量为0.5+2x+6X=2
该硝酸溶液的物质的量浓度=2/0.5=4
此题其实与Fe2+和Fe3+的浓度是没有关系的。
硝酸在这里有两个作用，一是氧化剂作用，另一是酸性作用。
作为氧化剂作用的硝酸，根据氮原子守恒 ：n1(HNO3)=n(NO)=11.2/22.4=0.5mol
酸性作用的算法：
每失去1 mol电子，产生1mol正电荷，就得结合 1mol的 NO3-来抵消正电荷（溶液是电中性的），因此失去的电子的量就等于结合的
全部展开
此题其实与Fe2+和Fe3+的浓度是没有关系的。
硝酸在这里有两个作用，一是氧化剂作用，另一是酸性作用。
作为氧化剂作用的硝酸，根据氮原子守恒 ：n1(HNO3)=n(NO)=11.2/22.4=0.5mol
酸性作用的算法：
每失去1 mol电子，产生1mol正电荷，就得结合 1mol的 NO3-来抵消正电荷（溶液是电中性的），因此失去的电子的量就等于结合的
NO3-的物质的量,又因为电子得失守恒，即得到的电子的物质的量等于结合的
NO3-的物质的量,
由硝酸变为NO，得到电子为n(e-)=0.5*3=1.5mol n2(HNO3)=1.5mol
n总(HNO3)=1.5+0.5=2 mol
C(HNO3)=2 mol / 0.5L=4mol/L
收起
产生NO11.2L是0.5mol,得到的电子是1.5mol.而Fe2+:Fe3+=1:2,设Fe2+是xmol,转移2xmol电子,Fe3+是2xmol,转移6xmol电子.有2x+6x=1.5,x=0.1875,因此Fe(NO3)2是0.1875mol,n1(NO3-)=0.375mol.同理Fe(NO3)3中n2(NO3-)=1.125mol
那麼n总(HNO3)=n1+n2+n(NO)=2mol,c=2/0.5=4mol/L选D