Question

15．將鐵和氧化鐵的混合物3.84g投入足量稀H₂SO₄溶液中，充分反應(yīng)后收集到672 mL H₂，向溶液中滴入KSCN，無(wú)現(xiàn)象．氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定，求原混合物中鐵和氧化鐵的質(zhì)量．

Answer 1

分析 Fe、Fe₂O₃ 的混合物與硫酸恰好完全反應(yīng)，生成了鐵的硫酸鹽，反應(yīng)后反應(yīng)加入KSCN 溶液，無(wú)血紅色出現(xiàn)，說(shuō)明只生成FeSO₄，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O，根據(jù)生成的氫氣計(jì)算與硫酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算與硫酸反應(yīng)的Fe、Fe₂O₃ 的總質(zhì)量，二者物質(zhì)的量之比為1：1，計(jì)算各自物質(zhì)的量，再計(jì)算混合物中Fe、氧化鐵的質(zhì)量．

解答 解：Fe、Fe₂O₃ 的混合物與硫酸恰好完全反應(yīng)，生成了鐵的硫酸鹽，反應(yīng)后反應(yīng)加入KSCN 溶液，無(wú)血紅色出現(xiàn)，說(shuō)明只生成FeSO₄，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O，
n（H₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，則：
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1              1
n（Fe）       0.03mol
n（Fe）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，
故硫酸反應(yīng)的Fe、Fe₂O₃ 的質(zhì)量為3.84g-1.68=2.16g，
由反應(yīng)Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O可知知二者物質(zhì)的量之比為1：1，故n′（Fe）=n（Fe₂O₃）=$\frac{2.16g}{56g/mol+160g/mol}$=0.01mol，
則混合物中含有鐵的物質(zhì)的量為：0.03mol+0.01mol=0.04mol，質(zhì)量為：56g/mol×0.04mol=2.24g；
混合物中含有氧化鐵的質(zhì)量為：160g/mol×0.01mol=1.6g，
答：原混合物中鐵和氧化鐵的質(zhì)量分別為2.24g、1.6g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物計(jì)算、根據(jù)方程式計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的原理為解答關(guān)鍵，注意Fe在反應(yīng)中發(fā)生與硫酸反應(yīng)、與硫酸鐵反應(yīng)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．