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．當固體粉末完全溶解時，收集到標況下的H₂ 2.24L，當向溶液中滴幾滴KSCN溶液時，溶液不顯紅色．
①求樣品中氧化鐵的質量分數？
②所加硫酸的物質的量濃度是多少？

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：鐵粉和氧化鐵的混合物與稀硫酸恰好完全反應，當固體粉末完全溶解時，收集到標況下的H₂ 2.24L，當向溶液中滴幾滴KSCN溶液時，溶液不顯紅色，說明最終得到硫酸亞鐵，發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，根據鐵和稀硫酸反應方程式知，生成0.1mol氫氣需要鐵的物質的量為0.1mol，設鐵的物質的量為x，氧化鐵的物質的量為y，根據轉移電子守恒及二者質量列方程解答，
①m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃），進而計算其質量分數；
②根據原子守恒得n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃），再根據c=

n

V

計算．

解答： 解：氫氣的物質的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，
將鐵通入稀硫酸中發(fā)生的離子反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，根據鐵和稀硫酸反應方程式知，生成0.1mol氫氣需要鐵的物質的量為0.1mol，設鐵的物質的量為xmol，氧化鐵的物質的量為ymol，根據轉移電子守恒及質量守恒，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，故氧化鐵的質量分數=

16g

27.2g

×100%=58.8%，
答：樣品中氧化鐵的質量分數為58.8%．
②根據原子守恒得n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃）=0.2mol+0.2mol=0.4mol，故原硫酸的物質的量濃度=

0.4mol

0.2L

=2mol/L，
答：所加硫酸的物質的量濃度是2mol/L．

點評：本題考查了混合物的計算，明確發(fā)生的反應是解本題關鍵，注意根據守恒思想進行計算，難度中等．