Question

将17.6gFe₂O₃和Cu的混合物溶解于足量的稀盐酸中，再加铁粉9.8g，待铁粉消失后溶液中无Fe³⁺，此过程共收集2.24L氢气（标况），则氧化铁的质量为多少？

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：Fe₂O₃和Cu的混合物溶解于足量的稀盐酸中，发生反应：6H⁺+2Fe₂O₃=2Fe³⁺+3H₂O，Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，得到氯化铁和氯化铜、盐酸的混合溶液，三价铁离子的氧化性强于铜离子，加入铁粉后依次发生反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，依据反应过程中得失电子守恒，铁失去的电子数等于三价铁和氢离子得到的电子总数，据此分析计算．

解答： 解：根据题意知Fe₂O₃和Cu的混合物溶解于足量的稀盐酸中，发生反应：6H⁺+2Fe₂O₃=2Fe³⁺+3H₂O，Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，得到氯化铁和氯化铜、盐酸的混合溶液，三价铁离子的氧化性强于铜离子，加入铁粉后依次发生反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
铁粉9.8克，物质的量为：

9.8g

56g/mol

=0.175mol，铁粉在反应中均生产二价铁离子，所以共失去电子物质的量为0.175mol×2=0.35mol，
盐酸与铁反应生成标况下2.24L氢气，得到的电子数为：

2.24L

22.4L/mol

×2=0.2mol，
设为xmolFe₂O₃，则Fe³⁺为2xmol，转化为Fe²⁺共得到2xmol电子，
根据得失电子守恒得：0.35mol=0.2mol+2xmol，解得x=0.075mol，则m（Fe₂O₃）=nM=0.075mol×160g/mol=12g，
答：氧化铁的质量为12g．

点评：本题考查了铁及其氧化物和Cu、HCl之间的反应，题目难度中等，注意把握物质混合时发生的反应，利用氧化还原反应中得失电子数目守恒的规律可以解答本题．