Question

6．向鐵和氧化鐵的混合物中加入480ml 0.250mol•L^-1稀鹽酸后恰好完全溶解，得到只含一種金屬離子的淺綠色溶液，并收集到672ml氫氣（標準狀況下測定）．回答下列問題；
（1）實驗室欲用濃度為10.0mol•L^-1的濃鹽酸配制480ml 0.250mol•L^-1的稀鹽酸，則需要取上述濃鹽酸12.5ml．
（2）原混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為2.24g．

Answer 1

分析 鐵粉和氧化鐵的混合物與稀鹽酸恰好完全反應，當固體粉末完全溶解時，收集到標況下的H₂672ml物質(zhì)的量為：$\frac{672×0.001}{22.4}$=0.03mol，得到只含一種金屬離子的淺綠色溶液，說明最終得到氯化亞鐵，發(fā)生反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，根據(jù)鐵和鹽酸反應方程式知，生成0.03mol氫氣需要鹽酸的物質(zhì)的量為0.06mol，根據(jù)鐵守恒，氧守恒及可以求單質(zhì)鐵的質(zhì)量，由此分析解答．

解答 解：（1）濃鹽酸配制480ml，應選用500ml的容量瓶，根據(jù)溶質(zhì)的物質(zhì)的量守恒可得：500ml×0.250mol•L^-1=10.0mol•L^-1V，解之得V=12.5mL，故答案為：12.5； 
（2）得到只含一種金屬離子的淺綠色溶液，所以最后得到單一溶液氯化亞鐵，則氯化亞鐵的物質(zhì)的量為：$\frac{0.48×0.25}{2}$=0.06mol，鹽酸中的氫離子一部分與氧化鐵中的氧結合成水，還有一部分生成氫氣，根氧守恒可知：Fe₂O₃～3H₂O～6HCl，
                                                                               1mol               6mol
                                                                               n（Fe₂O₃）        0.48×0.25-0.03×2
 解之得：n（Fe₂O₃）=0.01mol，所以單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量為：0.06mol-0.01mol×2=0.04mol，則單質(zhì)鐵的質(zhì)量為：0.04mol×56g/mol=2.24g，故答案為：2.24．

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(jù)守恒思想進行計算，難度中等．