某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL,若向其中逐渐加入铜粉最多能溶解19.2g,若向其逐渐加入铁粉则最多能溶解22.4g(已知硝酸只被还原为NO气体)气体物质的量随铁粉质量增加的变化如图所示. (1)写出下列过程中反应的离子方程式O-A:______A-B:______B-C:______(2)求硫酸和硝酸的浓度各是多少?
(1)铁先被硝酸氧化为Fe 3+ ,硝酸反应完毕,铁与Fe 3+ 反应生成Fe 2+ ,当Fe 3+ 反应完毕,铁再与H + 反应生成亚铁离子与氢气.由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO 3 - +4H + =Fe 3+ +NO↑+2H 2 O,AB段发生反应为:Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ,BC段发生反应为:Fe+2H + =Fe 2+ +H 2 ↑. 故答案为:Fe+NO 3 - +4H + =Fe 3+ +NO↑+2H 2 O;Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ;Fe+2H + =Fe 2+ +H 2 ↑. (2)由图可知生成的NO的物质的量为0.2mol,OA段发生反应为:Fe+NO 3 - +4H + =Fe 3+ +NO↑+2H 2 O,硝酸全部起氧化剂作用,根据氮元素守恒可知溶液中硝酸的物质的量为0.3mol,故硝酸的物质的量浓度为
由图可知,加入22.4g铁时,溶液中剩余的硫酸完全反应,此时溶液中溶质为硫酸亚铁,铁的物质的量为
答:溶液中硝酸的浓度为2mol/L;硫酸的浓度为4mol/L. |