铁与HNO3作用时，还原产物除与HNO3浓度有关外，还与温度有关．已知铁与冷的稀HNO3反应时，主要还原产物为NO气体；与热的稀HN03反应时，主要还原产物为N2O气体；当HNO3更稀时，其重要还原产

Question

铁与HNO₃作用时，还原产物除与HNO₃浓度有关外，还与温度有关．已知铁与冷的稀HNO₃反应时，主要还原产物为NO气体；与热的稀HN0₃反应时，主要还原产物为N₂O气体；当HNO₃更稀时，其重要还原产物是NH₄⁺．现有铁与稀 HNO₃的作用，请分析下图，回答有关问题．假设曲线的各段内只有一种还原产物
（1）0点到a点的还原产物是______．
（2）a点到b点的还原产物是______，其原因是______．
（3）试完成b点到c点的反应方程式：
口Fe+口HNO₃--口Fe（NO₃）₃+口[______]+口H₂0．
（4）反应过程中，到达______点时，HN0₃已完全反应．
（5）已知达到d点时反应结束，此时溶液中的主要阳离子是______．
（6）c点和d点参加反应的铁的物质的量之比是______．

Answer 1

（1）从题给条件知铁在冷稀HNO₃中生成NO，开始为冷稀硝酸，所以从o点到a点时的还原产物为 NO，故答案为：NO；
（2）反应放热，使溶液温度升高，Cu与热稀HNO₃中生成N₂O，结合bc段气体总体积为一定值，b点到c点时还原产物为NH₄⁺，故ab段产物为N₂O，
故答案为：N₂O；反应放热，使溶液温度升高；
（3）bc段气体总体积为一定值，b点到c点时还原产物为NH₄NO₃，反应中Fe元素化合价由0价升高为+3，N元素化合价由+5价降低为-3，化合价最小公倍数为24，故Fe的系数为8、NH₄NO₃的系数为3，再根据原子守恒配平方程式为：8Fe+30HNO₃=8Fe（NO₃）₃+3NH₄NO₃+9H₂O，
故答案为：8；30； 8； 3 NH₄NO₃； 9；
（4）由图象可知，c点是氢离子浓度为0，HNO₃已完全反应，故答案为：c；
（5）cd段 H⁺耗尽无气体产生，是Fe与Fe（NO₃）₃反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，d点时，反应完全结束，此时溶液中的主要阳离子是Fe²⁺，
故答案为：Fe²⁺；
（6）cd段 H⁺耗尽无气体产生，是Fe与Fe（NO₃）₃反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，d点时，反应完全结束，溶液中n（Fe²⁺）=n_d（Fe），c点溶液中n（Fe³⁺）=n_c（Fe），由方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，可知比n_c（Fe）：n_d（Fe）=2：3，
故答案为：2：3．