Question

用标签如图的浓硫酸配得200mL某浓度的稀硫酸，现将27.2g铁粉和氧化铁的混合物加入其中，恰好完全反应，放出氢气2.24L（标准状况）．反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，求：（计算结果保留小数点后1位）
①配制200mL该稀硫酸，需要浓硫酸

 

mL；
②混合物中氧化铁的质量为

 

 g；
③稀硫酸的物质的量浓度为

 

mol?L^-1．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：①浓硫酸物质的量浓度=

103ρw

M

mol/L，根据原子守恒和转移电子守恒计算铁和氧化铁的物质的量，铁和氧化铁与硫酸完全反应后都生成硫酸亚铁，根据原子守恒计算硫酸的物质的量，再根据V=

n

c

计算浓硫酸体积；
②m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃）；
③根据浓硫酸稀释前后物质的量不变计算稀硫酸浓度．

解答： 解：氢气的物质的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，浓硫酸物质的量浓度=

103ρw

M

mol/L=

103×1.84×98%

98

mol/L=18.4mol/L，
①将铁通入稀硫酸中发生的离子反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，设铁的物质的量为x，氧化铁的物质的量为y，根据转移电子守恒及质量守恒得，根据铁和稀硫酸反应方程式知，生成0.1mol氢气需要铁的物质的量为0.1mol，

56x+160y=27.2 (2-0)．(x-0.1)=2y(3-2)

，

x=0.2 y=0.1

，
铁、氧化铁和硫酸完全反应后恰好反应生成FeSO₄，根据原子守恒得n（H₂SO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃）=0.2mol+0.2mol=0.4mol，所以浓硫酸的体积=

0.4mol

18.4mol/L

=21.7mL，
故答案为：21.7；
②m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃）=0.1mol×160g/mol=16g，
故答案为：16；
③根据浓硫酸稀释前后物质的量不变，稀硫酸的物质的量浓度=

0.4mol

0.2L

=2mol?L^-1，故答案为：2．

点评：本题考查了物质的量的计算，明确发生的反应是解本题关键，再结合质量守恒及原子守恒计算铁及氧化铁的物质的量，最后根据物质之间的关系式解答，难度中等．