Question

将铁与氧化铁的锟合物15g，加入150mL稀H₂SO₄中，标准状况下放出H2 1.68L，同时铁和氧化铁均无剩余，向溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化．
（1）写出所有发生的反应方程式：

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑ Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄

（2）混合物中铁的质量是

7

克．
（3）为了中和过量的H₂SO₄，且使Fe²⁺完全转化成Fe（OH）₂，共耗费3mol/L的氢氧化钠溶液200mL，则原硫酸的物质的量浓度为

2mol/L

．

Answer 1

分析：（1）根据铁、氧化铁都能与盐酸反应以及反应后溶液中无Fe³⁺，所以铁也与硫酸铁反应；
（2）先根据H₂求出和硫酸生成1.68LH₂的铁，然后根据混合物发生的反应：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO4）₃+3H₂O  Fe₂（SO4）₃+Fe=3FeSO₄，可知n（Fe₂O₃）：n（Fe）=1：1，求出Fe₂O₃和Fe的质量，最终求出混合物中铁的质量；
（3）由题意我们应该可以理解反应后溶液中只有Fe ²⁺而无Fe³⁺，而且硫酸有剩余，也就说固体与酸反应后溶液中得到的是FeSO4和硫酸的混合液，接着在这混合溶液中滴加NaOH溶液，先中和了硫酸，又与 FeSO₄反应生成了Fe（OH）₂沉淀，最终溶液中剩余物质其实就是Na₂SO₄．这样我们用守恒法考虑，SO₄ ^2-来自原H₂SO₄，而Na⁺来自NaOH，这样得到H₂SO₄～2NaOH，最终求出原硫酸的物质的量浓度．

解答：解：（1）因铁、氧化铁都能与硫酸反应：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑ Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，又因反应后溶液中无Fe³⁺，所以有反应：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；
故答案为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；
（2）从Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂ ↑方程式可以算出和硫酸生成1.68LH₂的铁为0.075mol，其质量为4.2g，剩下15-4.2=10.8g混合物发生如下反应：
     Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO4）₃+3H₂O  Fe₂（SO4）₃+Fe=3FeSO₄
      n              n              n       n
  所以剩余混合物中Fe₂O₃和Fe的物质的量应该为1：1，可以算出各为0.05mol，则m（Fe₂O₃）=8g，m（Fe）=4.2+2.8=7g，故答案为：7；
（3）因为反应后溶液中无Fe³⁺存在，且固体没有剩余，则全都是以Fe²⁺的形式存在
    H₂SO₄ ～2NaOH
    0.3mol    3mol/L*0.2L
 原硫酸的物质的量为0.3mol，
所以原稀H₂SO₄的物质的量浓度为0.3/0.15=2mol/L，故答案为：2mol/L．

点评：本题涉及的化学反应比较多，计算过程也很复杂，而且可能会漏掉某步反应．但若用守恒法来考虑和计算的话，不但思路清楚，而且解题简单．