Question

将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，则参加反应的Fe和HNO₃的物质的量之比为（　　）

A．5：14

B．5：16

C．5：18

D．1：4

Answer 1

分析：同一溶液中，离子的浓度之比等于其物质的量之比，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，所以该溶液中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=3：2，根据亚铁离子和铁离子的物质的量及化学式计算作酸的硝酸的物质的量，根据氧化还原反应中得失电子数相等计算作氧化剂的硝酸的物质的量，从而计算得出铁和硝酸的物质的量之比．

解答：解：同一溶液中，离子的浓度之比等于其物质的量之比，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，所以该溶液中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=3：2，设亚铁离子的物质的量为3xmol，则铁离子的物质的量为2xmol，根据化学式Fe（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃知，起酸作用的硝酸的物质的量=3xmol×2+2xmol×3=12xmol；
氧化还原反应中得失电子数相等，即铁失去的电子数等于硝酸根离子得到的电子数，设作氧化剂的硝酸根离子的物质的量为ymol，所以3xmol×2+2xmol×3=3ymol，y=4x，所以参加反应的硝酸的物质的量=12xmol+4xmol=16xmol，根据铁元素守恒知，参加反应的铁的物质的量=3xmol+2xmol，所以参加反应的Fe和HNO₃的物质的量之比为5xmol：16xmol=5：16，
故选B．

点评：本题以氧化还原反应为载体考查了物质的量的有关计算，难度较大，明确元素守恒和得失电子守恒是解本题的关键，注意不要漏掉起酸作用的硝酸．