守恒法在化学计算题中的应用(一)

原题节选:

(4)反应③在X(为HNO3)溶液温度、浓度不同时,产物也不同,则过量的D(为Fe)分别与一定量不同温度、浓度的X的稀溶解反应时,若4mol X参加反应转移了3mol电子,此时反应的离子方程式为___________________________________;若5mol X参加反应转移了4mol电子,此时X的还原产物可能是下列选项中的________:a.NO,b.N2O,c.N2,d.NH4NO3

解析:过量的铁与稀硝酸反应,铁肯定被氧化成+2价,因为反应转移电子为3mol,则铁被氧化时失去的电子也为3mol。建立关系式:

再由Fe(NO3)2的分子式得到关系:

参与反应的HNO3一共是4mol,Fe(NO3)2中没变价的N为3mol,则被还原的HNO3只有1mol。1mol+5价的N被还原,要转移3mol电子,则N肯定是降到+2价,所以得到HNO3被还原的产物为NO。则此时的离子方程式为:3Fe +8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O

第二个空:根据上面的原理,

再由Fe(NO3)2的分子式得到关系:

参与反应的HNO3一共是5mol,Fe(NO3)2中没变价的N为4mol,则被还原的HNO3只有1mol。1mol+5价的N被还原,要转移4mol电子,则N肯定是降到+1价,所以得到HNO3被还原的产物为N2O,则b正确;若产物为d选项的NH4NO3,根据N原子守恒,则1molHNO3只能生0.5molNH4NO3,NO3中的N没变价,NH4+中的N为-3价,+5降至-3,转移电子数为8,0.5mol,则转移电子数也为4mol,即d答案也符合。

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