Question

向Fe₃O₄和 Fe的固體混合物6.88g中 加入50ml 2 mol?L^-1H₂SO₄，恰好使固體完全溶解，并放出一定量氣體． 在所得溶液中加入KSCN溶液，溶液不變紅色．
（1）寫出Fe₃O₄和稀H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）混合物中Fe₃O₄和 Fe的物質(zhì)的量（寫出計(jì)算過(guò)程）．
（3）求反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積．（寫出計(jì)算過(guò)程）．
（4）若用足量的CO在高溫下與相同質(zhì)量的上述固體混合物反應(yīng)，求最終能得到鐵的質(zhì)量．（寫出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：向Fe₃O₄和 Fe的固體混合物6.88g中 加入50ml 2 mol?L^-1H₂SO₄，恰好完全反應(yīng)，所得溶液中加入KSCN溶液，無(wú)血紅色出現(xiàn)，說(shuō)明溶液中的溶質(zhì)為FeSO₄，發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，設(shè)原混合物中Fe和Fe₃O₄的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)混合物的質(zhì)量和消耗的硫酸的物質(zhì)的量，結(jié)合Fe元素守恒，聯(lián)立方程計(jì)算解答．

解答： 解：（1）Fe₃O₄和稀H₂SO₄反應(yīng)的生成硫酸亞鐵和硫酸鐵、水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₃O₄+4H₂SO₄=FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
故答案為：Fe₃O₄+4H₂SO₄=FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
（2）設(shè)原混合物中Fe和Fe₃O₄的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol
混合物與H₂SO₄恰好完全反應(yīng)，所得溶液中加入KSCN溶液，無(wú)血紅色出現(xiàn)，說(shuō)明溶液中的溶質(zhì)為FeSO₄，
則n（Fe²⁺）=n（H₂SO₄）=0.05L×2 mol?L^-1=0.1mol，
由Fe元素守恒得：x+3y=0.1mol；
56x+232y=6.88g，
解得：x=0.04mol，y=0.02mol，
答：混合物中Fe₃O₄和 Fe的物質(zhì)的量分別為0.02mol、0.04mol；
（3）Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、
     0.02           0.04mol
  Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
0.02mol 0.04mol
 Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
0.02mol         0.02mol
則V（H₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
答：產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.448L；
（4）n（Fe²⁺）=n（H₂SO₄）=0.05L×2 mol?L^-1=0.1mol，則Fe₃O₄和 Fe的固體混合物中Fe元素共0.1mol，
足量的CO在高溫下與相同質(zhì)量的上述固體混合物反應(yīng)，最終能得到鐵的質(zhì)量為0.1mol，其質(zhì)量為0.1mol×56g/mol=5.6g，
答：最終能得到鐵的質(zhì)量為5.6g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的計(jì)算，題目難度中等，利用元素守恒判斷鐵的物質(zhì)的量是解題關(guān)鍵，注意守恒思想的運(yùn)用和三價(jià)鐵離子的檢驗(yàn)方法．