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

Question

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______．

Answer 1

（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（NO₃）₂]=(0.7mol−0.16mol)/(2)=0.27mol，故答案为：Fe（NO₃）₂；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%．