Question

由铁和氧化铁组成的粉末状混合物19.2 g，向其中加入250 mL未知浓度的稀硫酸，当固体全部溶解时，放出3.36 L氢气(标准状况)。经测定，溶液中c(H⁺)为1.6 mol·L^-1，且反应后的溶液中不含三价铁离子，求：

(1)混合物中铁和氧化铁的质量各为多少？

(2)所加稀硫酸的物质的量浓度是多少？

Answer 1

(1)m(Fe)=11.2 g　m(Fe₂O₃)=8 g

(2)c(H₂SO₄)=2 mol·L^-1

解析：设：Fe₂O₃和Fe的物质的量分别是x和y。

Fe₂O₃+3H₂SO₄Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

   x          3x               x

Fe+Fe₂(SO₄)₃3FeSO₄

 x         x               3x

Fe　 + 　H₂SO₄     FeSO₄　+　H₂↑

1 mol      1 mol           1 mol        22.4 L

0.15 mol  0.15 mol    0.15 mol   3.36 L

160 g·mol^-1x+56 g·mol^-1y=19.2 g                ①

x+0.15 mol=y                                            ②

解得x=0.05 mol　y=0.2 mol

m(Fe)=11.2 g　m(Fe₂O₃)=8 g

n(H₂SO₄)=0.8 mol·L^-1 ×0.25 L+3×0.05 mol+0.15 mol=0.5 mol

c(H₂SO₄)==2 mol·L^-1