某资料说铁锈的成分为Fe2O3·H2O和FeCO3的混合物.根据此记载.某实验兴趣小组设计下列实验来验证其中是否含有碳酸亚铁.①取一高度腐蚀的干燥铁钉.称其质量为10.04 g.在氮气保护下.充分加热.冷却后称得质量为8.92 g.(不考虑铁与水蒸气的反应及Fe2O3在高温下的分解反应.且铁钉中不含有其他杂质)②将①得到的残渣投入到5.00 mol� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某资料说铁锈的成分为Fe₂O₃·H₂O和FeCO₃的混合物。根据此记载，某实验兴趣小组设计下列实验来验证其中是否含有碳酸亚铁。

①取一高度腐蚀的干燥铁钉，称其质量为10.04 g，在氮气保护下，充分加热，冷却后称得质量为8.92 g。（不考虑铁与水蒸气的反应及Fe₂O₃在高温下的分解反应，且铁钉中不含有其他杂质）

②将①得到的残渣投入到5.00 mol·L^-1的硫酸中，不断添加硫酸直至残渣完全溶解时，恰好用去硫酸31.00 mL。整个过程无气体放出。则：

（1）铁锈中___________（填“含有”或“不含有”）碳酸亚铁，理由是______________________。

（2）锈蚀的铁钉中Fe₂O₃·H₂O的质量为___________。

（3）锈蚀前铁钉的质量至少为______________________。

解析：(2)根据题意，有：

n(Fe₂O₃·H₂O)× 18 g·mol^-1+n(FeCO₃)×44 g·mol^-1 =10.04 g-8.92 g ①

3n(Fe₂O₃·H₂O) +n(FeCO₃) =5.00 mol·L^-1× 0.031 L ②

n(Fe₂O₃·H₂O)×160 g·mol^-1+n(FeCO₃)× 72 g·mol^-1+n(Fe)×56 g·mol^-1=8.92 g ③

由①②③，得n(Fe₂O₃·H₂O)=0.05 mol，n(FeCO₃)=0.005 mol，n(Fe)=0.01 mol

锈蚀的铁钉中Fe₂O₃·H₂O的质量为：m(Fe₂O₃·H₂O)=0.05 mol×178 g·mol^-1=8.9 g

(3)质量至少为：m(铁钉)=(0.05 mol × 2 + 0.005 mol + 0.01 mol) × 56 g·mol^-1=6.44 g

答案：(1)含有若干燥铁钉中没有碳酸亚铁，则加热时减少的质量都是水，干燥铁钉中Fe₂O₃·H₂O的质量为（10.04 g-8.92 g）×=11.08 g＞10.04 g，故必有二氧化碳在加热时放出，所以铁锈中含有碳酸亚铁

(2)8.9 g

(3)6.44 g

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