Question

某興趣小組查閱資料發(fā)現(xiàn)鐵銹的成分除了含F(xiàn)e₂O₃?xH₂O外，還可能含有FeCO₃，他們稱取了10.60g某干燥鐵銹樣品，粉碎后進(jìn)行了如下定量實(shí)驗(yàn)：①在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下充分加熱，冷卻后固體質(zhì)量為8.56g；②向所得固體中滴加5.00mol/L硫酸直至殘?jiān)�完全溶解恰好用去硫�?0.00mL，下列敘述正確的是（　　）

• A、該鐵銹中不含碳酸亞鐵
• B、充分加熱后所得固體只有Fe₃O₄
• C、該鐵銹中Fe₂O₃?xH₂O的x=1
• D、該鐵銹中n（Fe₂O₃?xH₂O）：n（FeCO₃）=5：4

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：

分析：30mL 5mol/L的硫酸中含有硫酸的物質(zhì)的量為：5mol/L×0.03L=0.15mol，若不含F(xiàn)eCO₃，則8.56g固體完全為Fe₂O₃，氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，則氧化鐵的物質(zhì)的量為：0.15mol×

2

3

×

1

2

=0.05mol，冷卻后固體的質(zhì)量為：160g/mol×0.05mol=8g＜8.56g，所以原鐵銹中一定含有FeCO₃；
可以將8.56g混合物看作氧化鐵、氧化亞鐵的化合物，設(shè)含有氧化鐵為ymol、氧化亞鐵為zmol，二者與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鐵，根據(jù)質(zhì)量可得：①160y+72z=8.56，根據(jù)硫酸鐵、硫酸亞鐵的電中性可知：②6y+2z=0.15×2=0.3，根據(jù)①②聯(lián)立解得：y=0.04mol、z=0.03mol；
根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒可知，10.6g樣品中含有0.04molFe₂O₃?xH₂O、0.03molFeCO₃，加熱樣品后減少的質(zhì)量為水和二氧化碳的質(zhì)量，其中二氧化碳的物質(zhì)的量為0.03mol，質(zhì)量為：44g/mol×0.03mol=1.32g，水的質(zhì)量為：0.04molx×18g/mol=10.6g-8.56g-1.32g=0.72，解得：x=1，
根據(jù)以上分析對(duì)各選項(xiàng)進(jìn)行判斷．

解答： 解：30mL 5mol/L的硫酸中含有硫酸的物質(zhì)的量為：5mol/L×0.03L=0.15mol，若不含F(xiàn)eCO₃，則8.56g固體完全為Fe₂O₃，氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，則氧化鐵的物質(zhì)的量為：0.15mol×

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×

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=0.05mol，冷卻后固體的質(zhì)量為：160g/mol×0.05mol=8g＜8.56g，所以原鐵銹中一定含有FeCO₃；
可以將8.56g混合物看作氧化鐵、氧化亞鐵的化合物，設(shè)含有氧化鐵為ymol、氧化亞鐵為zmol，二者與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鐵，根據(jù)質(zhì)量可得：①160y+72z=8.56，根據(jù)硫酸鐵、硫酸亞鐵的電中性可知：②6y+2z=0.15×2=0.3，根據(jù)①②聯(lián)立解得：y=0.04mol、z=0.03mol；
根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒可知，10.6g樣品中含有0.04molFe₂O₃?xH₂O、0.03molFeCO₃，加熱樣品后減少的質(zhì)量為水和二氧化碳的質(zhì)量，其中二氧化碳的物質(zhì)的量為0.03mol，質(zhì)量為：44g/mol×0.03mol=1.32g，水的質(zhì)量為：0.04molx×18g/mol=10.6g-8.56g-1.32g=0.72，解得：x=1，
A．根據(jù)分析可知，該鐵銹中一定含有碳酸亞鐵，故A錯(cuò)誤；
B.8.56g固體中相當(dāng)于含有0.04mol氧化鐵、0.03mol氧化亞鐵，其中Fe、O元素的物質(zhì)的量之比為：（0.04×2+0.03）：（0.04×3+0.03）=11：15≠3：4，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)分析可知，x=1，故C正確；
D．該鐵銹中n（Fe₂O₃?xH₂O）：n（FeCO₃）=0.04mol：0.03mol=4：3，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度較大，明確發(fā)生反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒、電荷守恒在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．