Question

11．取表面有铁锈（Fe₂O₃）的铁片22.0g，将其投入足量稀硫酸中，铁片完全溶解，产生氢气4.48L（标准状况）．试计算：
（1）产生氢气的物质的量是0.2mol．
（2）铁片中铁的质量是14g．

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{V}{V{\;}_{m}}$计算氢气的物质的量；
（2）将其投入足量稀硫酸中，铁片完全溶解，则反应后的溶液中没有Fe³⁺，也没有残留固体，则发生Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，结合反应方程式及电子守恒计算．

解答 解：（1）标况下，4.48L氢气的物质的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
故答案为：0.2；
（2）将其投入足量稀硫酸中，铁片完全溶解，则反应后的溶液中没有Fe³⁺，也没有残留固体，则发生Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，由产生氢气的物质的量是0.2mol可知，产生氢气消耗Fe为0.2mol，
设铁的物质的量为x，氧化铁的物质的量为y，由Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，则根据质量守恒及其得失电子守恒有
$\left\{\begin{array}{l}{56x+160y=22.0}\\{（x-0.2）mol×（2-0）=2ymol×（3-2）}\end{array}\right.$，
解得x=0.25mol，y=0.05mol，
所以铁片中铁的质量=0.25mol×56g/mol=14g
故答案为：14．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的氧化还原反应及电子守恒、质量守恒的应用为解答的关键，侧重分析、计算能力的考查，题目难度不大．