Question

將23.2g磁性氧化鐵溶于500ml 2mol/L的鹽酸中，再加入8.4g的鐵單質(zhì)，計算：
（1）若溶液仍為500mL，分別計算氧化物與鹽酸反應后的溶液中Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺的物質(zhì)的量濃度；
（2）產(chǎn)生氫氣的體積（標況）．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：

分析：（1）發(fā)生反應：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，根據(jù)方程式計算參加反應HCl的物質(zhì)的量，進而計算剩余HCl物質(zhì)的量，計算生成FeCl₂、FeCl₃的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計算溶液中Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺的物質(zhì)的量濃度；
（2）加入鐵粉，首先發(fā)生反應：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，計算參加反應Fe物質(zhì)的量，進而計算剩余的Fe，然后發(fā)生反應：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，根據(jù)方程式計算氫氣的物質(zhì)的量，進而計算氫氣的體積．

解答： 解：（1）23.2g磁性氧化鐵的物質(zhì)的量為

23.2g

232g/mol

=0.1mol，n（HCl）=0.5L×2mol/L=1mol，
  Fe₃O₄+8  HCl=FeCl₂+2  FeCl₃+4H₂O
0.1mol 0.8mol  0.1mol  0.2mol
故剩余HCl為1mol-0.8mol=0.2mol
則反應后溶液中：c（Fe²⁺）=

0.1mol

0.5L

=0.2mol/L
c（Fe³⁺）=

0.2mol

0.5L

=0.4mol/L
c（H⁺）=

0.2mol

0.5L

=0.4mol/L
答：溶液中Fe²⁺為0.2mol/L，F(xiàn)e³⁺為0.4mol/L，H⁺的物質(zhì)的量濃度為0.4mol/L．
（2）8.4gFe的物質(zhì)的量為

8.4g

56g/mol

=0.15mol，
2  Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
0.2mol  0.1mol
故剩余Fe物質(zhì)的量為0.15mol-0.1mol=0.05mol，
由Fe+2 H⁺═Fe²⁺+H₂↑，可知0.05molFe完全反應消耗氫離子為0.05mol×2=0.1mol＜0.2mol，故氫離子有剩余，由方程式可知生成氫氣為0.05mol，標況下氫氣的體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
答：生成氫氣的體積為1.12L．

點評：本題考查化學方程式計算、混合物計算，明確發(fā)生的反應是關鍵，反應中氯離子不變，可以利用電荷守恒計算氫離子濃度，可以利用電子轉(zhuǎn)移守恒計算生成氫氣．