Question

(10分)向含有0.8 mol的稀硝酸中慢慢加入22.4 g的鐵粉，假設反應分為兩個階段。
第一階段為：Fe＋HNO₃(稀)―→Fe(NO₃)₃＋NO↑＋H₂O
（1）寫出這兩個階段發生反應的離子方程式：
第一階段：                                                                  。
第二階段：                                                                  。
（2）正確表達這兩個階段反應中，加入鐵粉的物質的量與溶液中鐵元素存在的形式的關系
                                                                               
                                                                            
                                                                            。
（3）在圖中畫出溶液中Fe^2＋、Fe^3＋、NO的物質的量隨加入鐵粉的物質的量變化的關系圖象(橫坐標為加入鐵粉的物質的量，縱坐標是溶液中離子的物質的量)。

Answer 1

（1）Fe＋4H^＋＋NO＝Fe^3＋＋NO↑＋2H₂O        2Fe^3＋＋Fe＝3Fe^2＋
（2）①加入Fe粉為0～0.2 mol時，存在形式為Fe^3＋；
②加入鐵粉為0.2～0.3 mol時，存在形式為Fe^2＋和Fe^3＋；
③加Fe粉為n(Fe)≥0.3 mol時，存在形式為Fe^2＋。
（3）如圖：

試題分析：（1）第一階段的離子方程式為：Fe＋4H^＋＋NO＝Fe^3＋＋NO↑＋2H₂O。第二階段加入的Fe會將生成的Fe³⁺還原成Fe²⁺，離子方程式為2Fe^3＋＋Fe＝3Fe^2＋。
（2）第一階段中0.8mol硝酸消耗鐵粉0.2mol，產生Fe³⁺0.2mol，第二階段消耗鐵粉0.1mol，產生Fe²⁺0.3mol，所以當鐵粉加入量大于0.2mol小于0.3mol時，既有Fe³⁺，又有Fe²⁺。
（3）此過程的圖像為
點評：本題難度較大，主要考查學生分析各個階段Fe的存在方式。