2.80g铁与100mL稀硝酸混合后充分反应，产生气体为NO，反应后铁、硝酸均无剩余．向反应后的溶液中加入100mL0.2mol•L-1的碘化钾溶液，恰好将溶液中的Fe3+全部还原．求原硝酸溶液的物质的量浓

Question

2.80g铁与100mL稀硝酸混合后充分反应，产生气体为NO，反应后铁、硝酸均无剩余．向反应后的溶液中加入100mL0.2mol•L^-1的碘化钾溶液，恰好将溶液中的Fe³⁺全部还原．求原硝酸溶液的物质的量浓度．

Answer 1

参加反应的硝酸有2个作用，起氧化剂作用，被还原为NO，起酸的作用，生成铁的硝酸盐．2.80g铁的物质的量为(2.8g)/(56g/mol)=0.05mol，由2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂可知溶液中n（Fe³⁺）=n（I^-）=0.1L×0.2mol•L^-1=0.02mol，
所以生成铁的硝酸盐为Fe（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂，
n[Fe（NO₃）₃]=n（I^-）=0.020mol，
n[Fe（NO₃）₂]=n（Fe）-n[Fe（NO₃）₃]=0.05mol-0.02mol=0.03mol．
根据电子守衡：n[Fe（NO₃）₃]×3+n[Fe（NO₃）₂]×2=n（NO）×3
即：0.020mol×3+0.030mol×2=n（NO）×3
所以n（NO）=0.040mol
根据氮元素守衡：n（HNO₃）=n（NO）+n[Fe（NO₃）₃]×3+n[Fe（NO₃）₂]×2
=0.040mol+0.020mol×3+0.030mol×2=0.16mol
所以原硝酸溶液的物质的量浓度c（HNO₃）=(0.16mol)/(0.1L)=1.6mol/L．
答：原硝酸溶液的物质的量浓度1.6mol/L．