Question

將鐵與氧化鐵的混合物15g加入150mL稀H₂SO₄中，標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出H₂ 1.68L，同時(shí)鐵和氧化鐵均無剩余，向溶液中滴入KSCN溶液，未見顏色變化．
（1）寫出所有發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式，并計(jì)算混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量．
（2）為了中和過量的H₂SO₄，且使Fe²⁺完全轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₂，向反應(yīng)后溶液中加入NaOH溶液，恰好用去3mol/L的NaOH溶液200mL，則原硫酸的物質(zhì)的量濃度為多少？

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）向溶液中滴入KSCN溶液，未見顏色變化，說明硫酸過量，反應(yīng)后溶液中鐵元素完全轉(zhuǎn)化成亞鐵離子，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量；
（2）此時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉，根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算出原硫酸的物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：（1）由題意可知，反應(yīng)后的溶液中Fe元素的存在形式為Fe²⁺，
故發(fā)生反應(yīng)有：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
生成氫氣的物質(zhì)的量為：n（H₂）=

1.68L

22.4L/mol

=0.075mol，
與H₂SO₄反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為：n（Fe）=n（H₂）=0.075mol，
綜合前兩個(gè)反應(yīng)方程式可知：與Fe₂（SO₄）₃反應(yīng)的鐵為 n（Fe）ˊ=n[Fe₂（SO₄）₃]=n（Fe₂O₃），
鐵與氧化鐵的總質(zhì)量為15g，則：（n（Fe）ˊ+0.075mol）×56g/mol+n（Fe）ˊ×160g/mol=15g，
解得：n（Fe）ˊ=0.05mol，
混合物中鐵的物質(zhì)的量為：n（Fe）=0.075mol+0.05mol=0.125mol，
所以混合物中鐵的質(zhì)量為：m（Fe）=0.125mol×56g/mol=7g，
答：發(fā)生反應(yīng)方程式有：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；混合物中鐵的質(zhì)量為7g；
（2）中和過量的H₂SO₄，且使Fe²⁺完全轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₂，反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)為Na₂SO₄，
則：n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×3mol/L×0.2L=0.3mol，
原硫酸的濃度為：c（H₂SO₄）=

0.3mol

0.15L

=2mol/L，
答：原硫酸的物質(zhì)的量濃度為2mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，根據(jù)題干信息正確判斷發(fā)生反應(yīng)為解答關(guān)鍵，注意質(zhì)量守恒在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．