Question

一道高一化学计算题，求解！

将一块生锈铁片(铁锈的成分为Fe2O3.H2O)置于200.0mL稀HNO3中，反应结束后收集到1.120L NO(标准状况)，溶液中还剩下3.000g单质铁。取出铁后，向溶液中通入10.65gCl2,恰好使溶液中Fe2+全部氧化（假设Cl2只与Fe2+反应）。求：
①原来这块锈铁片中未被氧化的铁的质量。
②原硝酸的物质的量浓度？

Answer 1

1.12LNO(标准状况)——0.05 mol
10.65gCl2——0.15 mol
Cl2 + 2 Fe2+ =2Fe3+ + 2Cl-
0.15 x
x=0.3 (即反应的单质铁和Fe2O3中的铁一共是0.3 mol)
设有单质铁a mol,Fe2O3 b mol
由化合价升降守恒（因为最后溶液成分为Fe(No3)2 一个单质铁上升2,一个Fe2O3 下降2，一个NO3-下降3）
所以列方程 2a=2b+ 3*0.05(化合价升降守恒)
a+2b=0.3(原子守恒)
解得a=0.15 b=0.075
(1)原来这块生锈铁片中未被氧化的铁的质量为0.15*56+3=11.4
（2）因为还剩下3g单质铁，所以硝酸完全反应
Fe——Fe(No3)2
Fe2O3——2Fe(No3)2
NO3-物质的量为0.15+2*0.075=0.3 mol
原硝酸的物质的量浓度为0.3 mol/0.2L =1.5 mol/L

Answer 2

①
设反应掉的Fe为 x g(未反应的就是3.00g取出来的Fe）
则NO和Cl2得到的电子之和 与Fe失去的电子相等 ，即
1.12/22.4*3 +10.65/71*2=3*x (为3 *x是因为最后Fe都被Cl2氧化到+3了）
x=0.15 mol
所以原来未氧化的铁共有 56*x+3.00=8.4+3=11.4 g
②
与硝酸反应后溶液中溶质就只有Fe(NO3)2,因为Fe还有剩余不会有+3价Fe
所以n(HNO3)=2n[Fe(NO3)2]+n(NO)
而 n[Fe(NO3)2]=x=0.15 mol
所以 n(HNO3)=2*0.15+1.12/22.4= 0.35 mol
所以c(HNO3)=0.35/0.2=1.75 mol/l