Question

将铁粉和氧化铁的混合的27.2g，加200ml某浓度的稀硫酸使之恰好完全反应．当固体粉末完全溶解时，收集到标况下的H₂ 2.24L，当向溶液中滴几滴KSCN溶液时，溶液不显红色．
①求样品中氧化铁的质量分数？
②所加硫酸的物质的量浓度是多少？

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：铁粉和氧化铁的混合物与稀硫酸恰好完全反应，当固体粉末完全溶解时，收集到标况下的H₂ 2.24L，当向溶液中滴几滴KSCN溶液时，溶液不显红色，说明最终得到硫酸亚铁，发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，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，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二者质量列方程解答，
①m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃），进而计算其质量分数；
②根据原子守恒得n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃），再根据c=

n

V

计算．

解答： 解：氢气的物质的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，
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⁺，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，设铁的物质的量为xmol，氧化铁的物质的量为ymol，根据转移电子守恒及质量守恒，可得：

56x+160y=27.2 2(x-0.1)=2y(3-2)

，解得x=0.2、y=0.1，
①m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃）=0.1mol×160g/mol=16g，故氧化铁的质量分数=

16g

27.2g

×100%=58.8%，
答：样品中氧化铁的质量分数为58.8%．
②根据原子守恒得n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃）=0.2mol+0.2mol=0.4mol，故原硫酸的物质的量浓度=

0.4mol

0.2L

=2mol/L，
答：所加硫酸的物质的量浓度是2mol/L．

点评：本题考查了混合物的计算，明确发生的反应是解本题关键，注意根据守恒思想进行计算，难度中等．