Question

將一定量的鐵粉加入到一定濃度的稀硝酸中，金屬恰好完全溶解，反應后溶液中存在：c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，則參加反應的Fe和HNO₃的物質的量之比為（ ）
A．5：14
B．5：16
C．5：18
D．1：4

Answer 1

【答案】分析：同一溶液中，離子的濃度之比等于其物質的量之比，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，所以該溶液中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=3：2，根據(jù)亞鐵離子和鐵離子的物質的量及化學式計算作酸的硝酸的物質的量，根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等計算作氧化劑的硝酸的物質的量，從而計算得出鐵和硝酸的物質的量之比．
解答：解：同一溶液中，離子的濃度之比等于其物質的量之比，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，所以該溶液中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=3：2，設亞鐵離子的物質的量為3xmol，則鐵離子的物質的量為2xmol，根據(jù)化學式Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃知，起酸作用的硝酸的物質的量=3xmol×2+2xmol×3=12xmol；
氧化還原反應中得失電子數(shù)相等，即鐵失去的電子數(shù)等于硝酸根離子得到的電子數(shù)，設作氧化劑的硝酸根離子的物質的量為ymol，所以3xmol×2+2xmol×3=3ymol，y=4x，所以參加反應的硝酸的物質的量=12xmol+4xmol=16xmol，根據(jù)鐵元素守恒知，參加反應的鐵的物質的量=3xmol+2xmol，所以參加反應的Fe和HNO₃的物質的量之比為5xmol：16xmol=5：16，
故選B．
點評：本題以氧化還原反應為載體考查了物質的量的有關計算，難度較大，明確元素守恒和得失電子守恒是解本題的關鍵，注意不要漏掉起酸作用的硝酸．