试题难度：难度：中档 试题类型：填空题 试题内容：已知随着硝酸浓度的不同，Fe与硝酸反应会生成NO或NO2；Fe3+能与Fe发生下列反应：2Fe3++Fe═3Fe2+．现将某铁块与50g溶质的质量分数为63%的硝酸溶液发生反应，若反应中生成的气体均完全逸出并全部收集，请通过计算回答下列问题：
（1）若反应后，铁块全部溶解，硝酸仍有剩余，只收集到NO2气体，其体积在标准状况下为3.36L，则参加反应的Fe质量为______g．
（2）若反应后，硝酸完全消耗，铁块仍有剩余，收集到的气体是NO2和NO的混合气体，其体积在标准状况下也为3.36L，则参加反应的Fe质量为______g．
（3）若该铁块是表面含有Fe2O3的铁块，质量为15g，且该铁块与上述硝酸恰好完全反应．如果将铁块中单质Fe的质量分数设为ω，则ω理论上的最大值是：______．
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试题答案：（1）反应后，铁块全部溶解，硝酸仍有剩余，Fe被氧化生成Fe（NO3）3，生成NO2的物质的量为3.36L22.4L/mol=0.15mol，根据电子转移守恒，可知n（Fe）=0.15mol×(5-4)3=0.05mol，故铁的质量为0.05mol×56g/mol=2.8g，故答案为：2.8；（2）若反应后，硝酸完全消耗，铁块仍有剩余，Fe被氧化生成Fe（NO3）2，NO、NO2的总物质的量为3.36L22.4L/mol=0.15mol，根据氮元素守恒，起酸的作用的硝酸的物质的量为：50g×63%63g/mol-0.15mol=0.35mol，故参加反应的n（Fe）=0.35mol×12=0.175mol，参加反应的铁的质量0.175mol×56g/mol=9.8g，故答案为：9.8；（3）若该铁块是表面含有Fe2O3的铁块，与上述硝酸恰好完全反应，当反应生成Fe（NO3）2与NO时，铁块中Fe的质量最大，其质量分数最大，发生反应3Fe+8HNO3═3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O、Fe2O3+Fe+6HNO3═3Fe（NO3）2+3H2O，硝酸的物质的量为：50g×63%63g/mol=0.5mol，令铁块中Fe、Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol，则： 3Fe+8HNO3 ═3Fe（NO3）2 +2NO↑+4H2O、（x-y） 83（x-y）Fe2O3+Fe+6HNO3═3Fe（NO3）2+3H2O，y y 6y所以，56x+160y=1583(x-y)+6y=0.5解得，x=0.125、y=0.05，故单质铁的质量分数ω理论上的最大值是0.125mol×56g/mol15g×100%=46.7%，故答案为：46.7%．