Question

mg 鐵粉與一定量的HNO₃在一定條件下充分反應(yīng),將生成的氣體與標(biāo)準(zhǔn)狀況nL氧氣混合,恰好能被水完全吸收,m和n的關(guān)系是什么?

Answer 1

O.2m≤n≤O.3m

此題看起來(lái),涉及的化學(xué)反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜,因HNO₃的濃度和用量不同,生成Fe(NO₃)₃還是Fe(NO₃)₂不能確定,HNO₃的還原產(chǎn)物是NO還是NO₂也不能確定。所以消耗的氧氣也無(wú)從下手求出.但是從始態(tài)和終態(tài)來(lái)看,HNO₃的還原產(chǎn)物與氧氣混合后,最終還是生成HNO₃,這樣消耗的氧氣相當(dāng)于把mg鐵粉氧化成+2價(jià)或+3價(jià)化合物,用極端思考法很容易求出。

假設(shè)HNO₃為稀的,鐵與HNO₃反應(yīng)后的價(jià)態(tài)是+2,
  則有:  3 Fe +8 HNO₃=" 3" Fe(NO₃)₂ + 2 NO↑+ 4 H₂O    (1)
         4NO +3O₂ +2H₂O=4HNO₃                    (2)
(1)×2 +(2)得：2Fe + O₂ +4HNO₃= 2Fe(NO₃)₂ +2H₂O
   可改寫(xiě)為 ： 2Fe + O₂ +4HNO₃ =" " 2FeO + 4HNO₃
            即：  2Fe + O₂ =2FeO
   同理可得 ：  4Fe +3O₂=2Fe₂O₃ 問(wèn)題便得以解決
即 ：當(dāng)鐵被氧化為+2價(jià)時(shí)，由電子得失守衡得：
   m/56×2=n/22.4×4    n=O.2m
當(dāng)鐵被氧化為=+3價(jià)時(shí)，由電子得失守衡得：
   m/56×3=n/22.4×4    n="O.3m  "
則m與n的關(guān)系是：O.2m≤n≤O.3m