2022年解析一组有关铁与硝酸反应方程式的试题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 解析一组有关铁与硝酸反应方程式的试题铁与硝酸反应的试题是高中化学久考不衰的热点问题,这是一个受多种因 素影响较为复杂的反应；因此,命题者可以从硝酸的浓度、反应温度、硝酸与 铁的用量不同等多种因素变化,利用基本概念、氧化仍原反应、离子反应、推 理运算等原理而设计出很多考题； 下面就解析一组有关铁与硝酸反应方程式的 试题；1铁与浓硝酸反应环境条件变化的试题 铁与浓硝酸反应的产物依靠于硝酸的冷热程度、硝酸的浓稀程度等综合因素,下面将从温度和浓度两个因素变化结合图形进行命题；例 1铁在冷的稀硝酸中反应的主要仍原产物为 NO,而在热的稀硝酸中反应其主要仍

2、原产物为 N2O,当溶液更稀主要仍原产物为 NH 4 +,请分析下图回答疑题（假设在任一气体产生曲线段内只有一种仍原产物）；cH + / / / b c d/ a V 气体 标准状况 o a b c d nFe 配平由 b 到 c 点时反应的化学方程式；Fe+ HNO3 = FeNO33+ NH 4NO3+ H2O 判定从 o 点到 a 点时的仍原产物为；从 a点到 b点时产生的仍原产物为,其缘由是；已知到达 d 点时反应完全终止, 此时溶液中的主要阳离子为,分析投入金属铁的物质的量之比 ncFe/ndFe为；解析： 题给图象可氛围两部分,其一是 H +浓度随 nFe的转变情形；其二是产愤怒体

3、的体积随 nFe的转变情形；从题给条件知铁在冷稀硝酸中生成NO,故从 o 点到 a 点时,硝酸过量,反应产物为 FeNO33 和 NO；随着反应的进行,温度上升,从 a 点到 b 点时,反应产物为 FeNO33和 N2O；由于硝酸的不断消耗,使得硝酸更稀,不再有气体生成,从 b 到 c 点时,反应产物为FeNO33 和 NH 4NO3；到达 c 点时, H +已消耗完毕,进行的只是 FeNO33 与Fe 的反应,从 c 点到 d 点时,反应产物为 FeNO32；依据氧化仍原反应电子得失守恒原理配平的反应式为：8Fe+30HNO3=8FeNO33+3NH4NO3+9H2O；1 名师归纳总结 -

4、- - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 开头反应时稀硝酸主要仍原产物为 NO；由于该反应放热反应,当反应温度上升后,就生成 N2O；到 d 点是反应的最终一个阶段,由于不断加入铁,Fe 与 Fe 3+作用生成Fe 2+,故此时溶液中的主要阳离子为 Fe 2+；又因 Fe 与 Fe 3+反应时的物质的量之比为 1：2,所以 ncFe/ndFe=2/3；答案： 8 30 8 3 9 NO N2O 由于该反应放热反应,当反应温度上升后,就生成 N2O； Fe 2+ 2/3 2铁与浓硝酸反应铁的用量不同的试题铁粉与过量浓硝酸反应时,其反应过程如下：

5、第一是 Fe+6HNO3浓 = FeNO33+3NO2 +3H2O,然后是 Fe+4HNO3稀=FeNO33+NO +2H2O,接着是 Fe+2FeNO33=3FeNO32 ； 这 样 , 如 过 量 铁 粉 与 浓 硝 酸 反 应 , 就 有Fe+4HNO3浓=FeNO32+2NO2 +2H2O；如铁粉与过量的稀硝酸反应,就有Fe+4HNO3 稀 =FeNO33+NO +2H2O； 过 量 的 铁 粉 与 稀 硝 酸 反 应 , 就 有3Fe+8HNO3稀=3FeNO32+2NO +4H2O；因此,铁粉与硝酸反应时,其生成物更为复杂；例 2对单质铁溶于稀硝酸的过程如下分析：当发生的反应为 F

6、e+4HNO3稀=FeNO33+NO +2H2O 时,nHNO 3与nFe的大小关系为（n 表示物质的量）；当 nHNO 38/3nFe时,发生反应的离子方程式为；当 8/3nFe nHNO3 4nFe时,发生的反应可表示为 aFe+bHNO3稀= cNO +dFeNO32+ eFeNO33+fH 2O；现假设 a=16,且 b、c、d、e、f 均为正整数, 可得到多组化学计量数 （系数）的配比,请将它们填入下表（可不填满,也可以补充）：组次 a b c d e f 一 16 二 16 三 16 四 16 五 16 六依据以上分析,推理与运算总结a、b、c、d、e、f 之间的函数关系式：b=f

7、c ；d=fa,c ；解析：此题环绕铁与稀硝酸的反应, 设计了很多问题, 但关键仍必需根据恰好完全反应的点进行原理分析,依据电子守恒利用数学学问即可解答；本题涉及铁与稀硝酸反应的两个反应方程式：Fe+4HNO3稀 =FeNO33+NO+2H2O 和 3Fe+8HNO3稀=3FeNO32+2NO +4H2O,由这两个反应不难得到：当发生反应 Fe+4HNO3稀=FeNO33+NO +2H2O 时,硝酸要过量,2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - nHNO 3与 nFe的大小关系为： nHNO 3 4nFe；当 nHNO

8、 38/3nFe时,铁要过量,发生反应为：3Fe+8HNO3稀= 3FeNO32+2NO +4H2O,改为离子方程式为 3Fe+8H +2NO3-=3Fe 2+2NO+4H2O；此题可采纳极限思维法解题；依据电子得失守恒知, 生成 NO 时所得电子总数必为 3c,由于 c 为正整数,故转移电子总数肯定是 3 的整数倍；因a=16,铁所失电子总数必在 162163 之间,其间属于 3 的整数倍的有 33、36、39、42、45 五种,故仍原产物NO 的化学计量数 c 只可能为 11、12、13、14、15 五种取值；由原子守恒得如下关系式：d+e=a=16,b=c+2d+3e,b=2f ,由电子

9、得失守恒得如下关系式： 2d+3e=3c；由此不难推出 b 等其它计量数的值；可得下表数据：组次a b c d e f 一16 44 11 15 1 22 二16 48 12 12 4 24 三16 52 13 9 7 26 四16 56 14 6 10 28 五16 60 15 3 13 30 六由 b=c+2d+3e和 2d+3e=3c得,b=4c；由 2d+3e=3c和 d+e=a得,d=3（a-c）；3铁与硝酸反应显现多种产物的试题铁与硝酸反应时铁可被氧化为 Fe 3+或 Fe 2+,硝酸可被仍原为多种氮的氧化物；它们可同时存在于一个体系中,问题就会变得复杂；依据原子守恒、电荷守恒、电

10、子得失守恒及极限的方法可以顺当解决这类问题；例 3单质铁溶于肯定浓度的硝酸中反应的化学方程式如下：aFe+bNO3-+cH +=dFe 2+fFe 3+gNO +hN2O +kH2O化学计量数均为正整数,请你用已把握的学问回答以下问题； b、c、d、f 的关系式是； d、 f、 g、 h 的关系式是； c、g、h 的关系式是；如 a=12,铁和硝酸全部完全反应, 就 b 的取值范畴是,c 的取值范畴是；解析： 如要求 b、c、d、f 的关系,观看 b、c、d、f 恰好是反应方程式中各种离子的化学计量数,依据电荷守恒得,c b=2d+3f；如要求 d、f、g、h 的关系,观看 d、f、g、h 恰

11、好是与电子得失有关四种产物的化学计量数,其中“dFe 2+fFe 3+” 打算失电子总数, “ gNO+hN2O”打算得电子总数,依据电子得失守恒得,2d+3f=3g+8h； 如只从“cH +gNO+ hN2O” 去分析,好像跟 NO、N2O 之间没有什么关系,但抓住“ 反应中 H +全部转化为 H2O”、“ NO 和 N2O 全部由 NO3-转化而来” ,必有“NO3-+4H +NO+H2O” 和“2NO3-+10H +N2O+5H2O” ,进而总结3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 出 c=4g+10h；该题可

12、从极限思维方法来解决；这里要留意三个前提：一是 a=12；二是铁和硝酸全部完全反应； 三是每种物质的化学计量数均为正整数（即产物中既要有 Fe 2+,又要有 Fe 3+,既要有 NO,又要有 N2O）；有 12molFe 完全反应时,只有当“FeFe 2+,NO3-N2O” 时消耗的 NO3-最少（运算可得需 6mol）,只有当“FeFe 3+,NO3-NO” 时消耗的 NO3-最多（运算可得需 12mol）,所以有 6b12；从分析问题的基础上可得出,有 12molFe 完全反应时,只有当“FeFe 2+,NO3-N2O” 时消耗的 H +最少（运算可得需 30mol）,只有当“FeFe 3+,NO3-NO” 时消耗的 H +最多（运算可得需 48mol）,所以有30 c 48；4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页