将6 g铁粉加入200 mL Fe2(SO4)3和H2SO4的混合溶液中.充分反应得到200 mL 0.5 mol /L FeSO4溶液和0.896L的气体.试计算:(1)反应消耗铁的质量, (2)原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

将6 g铁粉加入200 mL Fe₂(SO₄)₃和H₂SO₄的混合溶液中，充分反应得到200 mL 0.5 mol /L FeSO₄溶液和0.896L的气体。试计算：
(1)反应消耗铁的质量； (2)原Fe₂(SO₄)₃溶液的物质的量浓度。

消耗铁质量为3.36 g（3分），原溶液中Fe₂(SO₄)₃物质的量浓度为0.1 mol /L（3分）

解析

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计算：(1)20 mL这种溶液中的FeCl₃与多少毫升5 mol·L^－¹的FeCl₃溶液中所含FeCl₃的物质的量相等？

(2)反应后溶液中Fe²⁺的物质的量浓度为多少？

(12分)我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生如下反应：

C(s)＋O₂(g) ＝ CO₂(g) △H₁＝－393.5kJ·mol^—1 ①

C(s)＋CO₂(g) ＝ 2CO(g) △H₂＝＋172.5kJ·mol^—1 ②

4CO(g)＋Fe₃O₄(s) ＝ 4CO₂(g)＋3Fe(s) △H₃＝－13.7 kJ·mol^—1 ③

请回答下列问题：

⑴计算3Fe(s)＋2O₂(g) ＝Fe₃O₄(s)的△H＝___________________。

⑵800℃时，C(s)＋CO₂(g)2CO(g)的平衡常数K＝1.64，相同条件下测得高炉内c(CO)＝0.20 mol·L^－1、c(CO₂)＝0.05 mol·L^－1，此时反应向_______（填“正”或“逆”）方向进行。

⑶某种矿石中铁元素以氧化物Fe_mO_n形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0 g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol·L^－1的酸性KMnO₄滴定，至终点时消耗KMnO₄溶液体积25.0 mL。

提示：2Fe³^＋＋Cu＝2Fe²^＋＋Cu²^＋ 8H^＋＋MnO₄^－＋5Fe²^＋＝Mn²^＋＋5Fe³^＋＋4H₂O

①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。（请写出必要的解题步骤）

②计算氧化物Fe_mO_n的化学式（m、n为正整数）（请写出必要的解题步骤）

某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能，设计了如图所示装置进行探究：将6.4 g 铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到无气体生成为止。（假定在此过程溶液体积不变）

（1）甲同学认为要证实上述结论，还应进行稀硫酸与铜片混合加热实验，你认为有无必要，并说明理由：________________

（2）下列试剂中能够用来进一步证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是：_____

A．铁粉 ?????? B．钠 ???? ?? C．氯化钡溶液 ???????? D．银粉

（3）为定量测定余酸的物质的量浓度，甲、乙两位同学进行了如下设计：

Ⅰ甲同学设想：在A装置增加一个导管通氮气驱赶气体（假定生成的气体全部逸出），先测定生成的SO2的量，然后计算剩余硫酸的浓度。他设计了如下二种方案来测定SO2的量：

方案① 将产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的KMnO4溶液，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。

方案② 将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中，然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。

经仔细分析后，发现有不合理之处，请填写下表(可以不填满）：

序号

不合理的原因

误差

（偏低或偏高）

改变措施

方案①

方案②

Ⅱ乙学生设计的方案是：分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1000 mL，取20.00 mL于锥形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，这种方法能否求出余酸的浓度，理由是_______________________________________。

（4）请再设计其他可行的实验方案，来测定余酸的物质的量浓度，简要写出操作步骤及需要测定的数据（不必计算，不必写操作细节）_____________________________________________________。

(12分)我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生如下反应：

C(s)＋O₂(g) ＝ CO₂(g) △H₁＝－393.5 kJ·mol^—1 ①

C(s)＋CO₂(g) ＝ 2CO(g) △H₂＝＋172.5 kJ·mol^—1 ②

4CO(g)＋Fe₃O₄(s) ＝ 4CO₂(g)＋3Fe(s) △H₃＝－13.7 kJ·mol^—1 ③

请回答下列问题：

⑴计算3Fe(s)＋2O₂(g) ＝ Fe₃O₄(s)的△H＝___________________。

⑵800℃时，C(s)＋CO₂(g)2CO(g)的平衡常数K＝1.64，相同条件下测得高炉内c(CO)＝0.20 mol·L^－¹、c(CO₂)＝0.05 mol·L^－¹，此时反应向_______（填“正”或“逆”）方向进行。

⑶某种矿石中铁元素以氧化物Fe_mO_n形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0 g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol·L^－¹的酸性KMnO₄滴定，至终点时消耗KMnO₄溶液体积25.0 mL。

提示：2Fe³^＋＋Cu＝2Fe²^＋＋Cu²^＋ 8H^＋＋MnO₄^－＋5Fe²^＋＝Mn²^＋＋5Fe³^＋＋4H₂O

①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。（请写出必要的解题步骤）

②计算氧化物Fe_mO_n的化学式（m、n为正整数）（请写出必要的解题步骤）

（12分）四氧化三铁纳米微粒可用于涂料、油墨、隐身材料、磁记录、电极材料、催化剂等多领域，实验室可用如下的方法来制备这种材料并进行检测。

Ⅰ．制备

（1）溶解、沉淀操作中不断通入氮气有两个作用：①是通过在反应过程中通入气体形成微型气泡，将刚生成的四氧化三铁微粒包围，来阻止微粒的长大或聚集成团；② ▲ 。

（2）操作Ⅲ的名称是________▲___ 。

Ⅱ．产品检测

一、定性检测：产品中铁元素价态检测

试剂主要有：3mol/L硫酸、0.1mol/L氢氧化钠溶液、20%硫氰化钾溶液、0.01mol/L酸性高锰酸钾溶液、氯水（其它用品任选）

（3）请选用上述试剂完成下表

步骤	操作	现象、结论
1	▲
2	取少量产品于试管中加适量步骤1处理好溶液溶解，配成溶液	固体溶解，溶液呈浅黄色
3	取少量步骤2配好溶液于试管中，滴加几滴20%硫氰化钾溶液，振荡	▲ ，产品含有Fe³⁺
4	▲	▲ ，产品含有Fe²⁺

二、定量测定：

称取23.2g样品于烧杯中，加入加热煮沸后的稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，待固体完全溶解后，向所得溶液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。取滤液体积的1/10用浓度为0.200 mol·L^－¹的酸性KMnO₄滴定，至终点时消耗KMnO₄溶液体积29.80mL。

(4)产品中Fe³⁺和Fe²⁺的物质的量之比为 ▲ 。

III．结果讨论

（5）产品中Fe³⁺和Fe²⁺的物质的量之比略大于2：1的可能原因是 ▲ 。

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