Question

10．鐵粉和氧化鐵粉末的混合物共48.8g，加入到700mL的稀硫酸中，恰好完全反應(yīng)，得到氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是2.24L，向反應(yīng)后的溶液中滴人NH₄SCN溶液，攪拌均勻，溶液未見紅色．求：
（1）混合物中鐵粉的質(zhì)量．   
（2）原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 鐵粉和氧化鐵的混合物與稀硫酸恰好完全反應(yīng)，當(dāng)固體粉末完全溶解時(shí)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L氫氣的物質(zhì)的量為n（H₂）═$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，當(dāng)向溶液中滴幾滴NH₄SCN溶液時(shí)，溶液不顯紅色，說明最終得到硫酸亞鐵，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)方程式知，生成0.1mol氫氣需要鐵的物質(zhì)的量為0.1mol，設(shè)鐵的物質(zhì)的量為x，氧化鐵的物質(zhì)的量為y，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及二者質(zhì)量列方程解答，
（1）根據(jù)m=nM計(jì)算混合物中鐵的質(zhì)量；
（2）根據(jù)原子守恒得n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算．

解答 解：鐵粉和氧化鐵的混合物與稀硫酸恰好完全反應(yīng)，當(dāng)固體粉末完全溶解時(shí)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L氫氣的物質(zhì)的量為n（H₂）═$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，當(dāng)向溶液中滴幾滴NH₄SCN溶液時(shí)，溶液不顯紅色，說明最終得到硫酸亞鐵，
將鐵通入稀硫酸中發(fā)生的離子反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)方程式知，生成0.1mol氫氣需要鐵的物質(zhì)的量為0.1mol，
設(shè)鐵的物質(zhì)的量為xmol，氧化鐵的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及質(zhì)量守恒，可得：56x+160y=48.8、2（x-0.1）=2y（3-2），解得：x=0.3、y=0.2，
（1）混合物中鐵粉的質(zhì)量為：m（Fe）=0.3mol×56g/mol=16.8g，
答：混合物中鐵的質(zhì)量為16.8g．
（2）根據(jù)原子守恒得n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃）=0.3mol+0.2mol×2=0.7mol，
所以原硫酸的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.7mol}{0.7L}$=1mol/L，
答：所加硫酸的物質(zhì)的量濃度是1mol/L．

點(diǎn)評 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．