Question

15．将铁和氧化铁的混合物3.84g投入足量稀H₂SO₄溶液中，充分反应后收集到672 mL H₂，向溶液中滴入KSCN，无现象．气体体积在标准状况下测定，求原混合物中铁和氧化铁的质量．

Answer 1

分析 Fe、Fe₂O₃ 的混合物与硫酸恰好完全反应，生成了铁的硫酸盐，反应后反应加入KSCN 溶液，无血红色出现，说明只生成FeSO₄，发生反应为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O，根据生成的氢气计算与硫酸反应的Fe的质量，进而计算与硫酸反应的Fe、Fe₂O₃ 的总质量，二者物质的量之比为1：1，计算各自物质的量，再计算混合物中Fe、氧化铁的质量．

解答 解：Fe、Fe₂O₃ 的混合物与硫酸恰好完全反应，生成了铁的硫酸盐，反应后反应加入KSCN 溶液，无血红色出现，说明只生成FeSO₄，发生反应为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O，
n（H₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，则：
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1              1
n（Fe）       0.03mol
n（Fe）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，
故硫酸反应的Fe、Fe₂O₃ 的质量为3.84g-1.68=2.16g，
由反应Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O可知知二者物质的量之比为1：1，故n′（Fe）=n（Fe₂O₃）=$\frac{2.16g}{56g/mol+160g/mol}$=0.01mol，
则混合物中含有铁的物质的量为：0.03mol+0.01mol=0.04mol，质量为：56g/mol×0.04mol=2.24g；
混合物中含有氧化铁的质量为：160g/mol×0.01mol=1.6g，
答：原混合物中铁和氧化铁的质量分别为2.24g、1.6g．

点评 本题考查混合物计算、根据方程式计算，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意Fe在反应中发生与硫酸反应、与硫酸铁反应，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．