Question

將鐵粉和氧化鐵的混合的27.2g，加200ml某濃度的稀硫酸使之恰好完全反應(yīng)．當(dāng)固體粉末完全溶解時(shí)，收集到標(biāo)況下的H₂ 2.24L，當(dāng)向溶液中滴幾滴KSCN溶液時(shí)，溶液不顯紅色．
①求樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？
②所加硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少？

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：鐵粉和氧化鐵的混合物與稀硫酸恰好完全反應(yīng)，當(dāng)固體粉末完全溶解時(shí)，收集到標(biāo)況下的H₂ 2.24L，當(dāng)向溶液中滴幾滴KSCN溶液時(shí)，溶液不顯紅色，說明最終得到硫酸亞鐵，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)方程式知，生成0.1mol氫氣需要鐵的物質(zhì)的量為0.1mol，設(shè)鐵的物質(zhì)的量為x，氧化鐵的物質(zhì)的量為y，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及二者質(zhì)量列方程解答，
①m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃），進(jìn)而計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②根據(jù)原子守恒得n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算．

解答： 解：氫氣的物質(zhì)的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，
將鐵通入稀硫酸中發(fā)生的離子反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)方程式知，生成0.1mol氫氣需要鐵的物質(zhì)的量為0.1mol，設(shè)鐵的物質(zhì)的量為xmol，氧化鐵的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及質(zhì)量守恒，可得：

56x+160y=27.2 2(x-0.1)=2y(3-2)

，解得x=0.2、y=0.1，
①m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃）=0.1mol×160g/mol=16g，故氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

16g

27.2g

×100%=58.8%，
答：樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58.8%．
②根據(jù)原子守恒得n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃）=0.2mol+0.2mol=0.4mol，故原硫酸的物質(zhì)的量濃度=

0.4mol

0.2L

=2mol/L，
答：所加硫酸的物質(zhì)的量濃度是2mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合物的計(jì)算，明確發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，注意根據(jù)守恒思想進(jìn)行計(jì)算，難度中等．