Question

9．在由Fe₃O₄和 Fe組成的6.88g固體混合物中加入稀硫酸，當加入50mL 2mol/LH₂SO₄時，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．則下列說法正確的是（　�。�

• A． 混合物中Fe的物質的量為0.03mol
• B． 混合物中Fe₃O₄的物質的量為0.01mol
• C． 反應中產生的氣體在標準狀況下的體積為448mL
• D． 若用足量的CO在高溫下與相同質量的上述固體混合物反應，最終能得到7.2g鐵

Answer 1

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，所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)，說明溶液中的溶質為FeSO₄，發(fā)生反應：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，設原混合物中Fe和Fe₃O₄的物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)混合物的質量和消耗的硫酸的物質的量，結合Fe元素守恒，聯(lián)立方程計算，根據(jù)計算結構對各選項進行判斷．

解答 解：設原混合物中Fe和Fe₃O₄的物質的量分別為xmol、ymol
混合物與H₂SO₄恰好完全反應，所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)，說明溶液中的溶質為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，
即：混合物中Fe₃O₄和 Fe的物質的量分別為0.02mol、0.04mol；
A．混合物中Fe的物質的量為0.04mol，故A錯誤；
B．混合物中Fe₃O₄的物質的量為0.02mol，故B錯誤；
C．Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、
   0.02       0.04mol
    Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
0.02mol  0.04mol，
生成氫氣消耗鐵的物質的量為：0.04mol-0.02mol=0.02mol，根據(jù)反應Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑可知生成氫氣的物質的量為0.02mol，標況下氫氣體積為：V（H₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，故C正確；
D．根據(jù)鐵元素守恒，原混合物中總共含有0.1mol鐵元素，則用足量的CO在高溫下與相同質量的上述固體混合物反應，最終能得到0.1mol鐵，質量為：56g/mol×0.1mol=5.6g，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，利用元素守恒判斷鐵的物質的量是解題關鍵，注意守恒思想的運用和三價鐵離子的檢驗方法．