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铁锈的主要成分实为羟基氧化铁[化学式FeO(OH)].将一块带锈铁片放入700mLpH=0的稀硝酸中充分反应,收集到标准状况下NO气体3.584L,最终剩余2.020g铁.(1)反应后溶液中溶质的成分是

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铁锈的主要成分实为羟基氧化铁[化学式FeO(OH)].将一块带锈铁片放入700mL pH=0的稀硝酸中充分反应,收集到标准状况下NO气体3.584L,最终剩余2.020g铁.
(1)反应后溶液中溶质的成分是______,其物质的量为______.
(2)原带锈铁片中铁锈的质量分数为______.
▼优质解答
答案和解析
(1)完全反应后铁有剩余,说明硝酸完全反应,溶液中溶质为硝酸亚铁,n(NO)=
3.584L
22.4L/mol
=0.16mol,n(HNO3)=1mol/L×0.7L=0.7mol,根据N原子守恒得n[Fe(NO32]=
0.7mol−0.16mol
2
=0.27mol,故答案为:Fe(NO32;0.27mol;
(2)设铁锈的物质的量为xmol,根据铁原子守恒得,参加氧化还原反应的n(Fe)=0.27mol-xmol,
根据转移电子守恒得xmol+0.16mol×3=(0.27-x)mol×2,x=0.02,原来铁的质量=2.020g+(0.27-0.02)mol×56g/mol=16.020g,
铁锈的质量分数=
0.02mol×89g/mol
0.02mol×89g/mol+16.020g
×100%=10%,
故答案为:10%.
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