Question

（10分）將54.4 g鐵粉和氧化鐵的混合物中加入200 mL的稀硫酸，恰好完全反應，放出氫氣4.48 L（標準狀況）．反應后的溶液中滴加KSCN不顯紅色，且無固體剩余物，求：⑴．混合物鐵和氧化鐵各是多少克？⑵．原稀硫酸物質(zhì)的量濃度？⑶．反應后得到FeSO4的物質(zhì)的量是多少？

 

Answer 1

⑴．設鐵粉的物質(zhì)的量為x，氧化鐵的物質(zhì)的量為y。

據(jù)：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑和Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ 可以得到：

x－y＝0.2 mol

56x＋160y＝54.4 g 解得：x＝0.4mol，y＝0.2mol 。

所以鐵的質(zhì)量為22.4g，氧化鐵的質(zhì)量為32g。

⑵．反應中共生成FeSO4 0.8mol，所以消耗H2SO4 的物質(zhì)的量為0.8mol，稀硫酸的濃度為0.8mol/0.2L＝4.0mol/L。

⑶．根據(jù)鐵元素的物質(zhì)的量守恒，反應后FeSO4 的物質(zhì)的量為0.8mol。

【解析】

試題分析：

由題意可知：（1）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、（2）Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋、（3）Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑，要滿足題意，鐵粉一部分和三價鐵離子反應，一部分和硫酸反應；所以設鐵粉的物質(zhì)的量為x，質(zhì)量為56x，氧化鐵的物質(zhì)的量為y,其質(zhì)量為160y，得到第一個方程程式：56x+160y=54.4g,由方程式（2）可知，與硫酸反應的鐵粉的物質(zhì)的量為x-y,同時由生成的H2標況下的體為22.4L可知，x-y=22.4L/22.4L·mol=0.2mol; 兩個方程式聯(lián)立即可求得x＝0.4mol，y＝0.2mol ；所以鐵的質(zhì)量為22.4g，氧化鐵的質(zhì)量為32g。

（2）由題意和方程式（2）（3）可知，溶液最終為FeSO4，所以亞鐵離子的物質(zhì)的量等于硫酸根離子的物質(zhì)的量；反應中共生成FeSO4 0.8mol，所以消耗H2SO4 的物質(zhì)的量為0.8mol，稀硫酸的濃度為0.8mol/0.2L＝4.0mol/L。

⑶．根據(jù)鐵元素的物質(zhì)的量守恒，反應后FeSO4 的物質(zhì)的量為0.8mol。

考點： 鐵、二價鐵離子、三價鐵離子的相互轉化和計算。