题目内容

向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120mL5mol/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出2.24L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现.若用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为(  )
A、0.24 mol
B、0.21 mol
C、0.25 mol
D、0.14 mol
考点:有关混合物反应的计算
专题:计算题
分析:硝酸恰好使Fe、FeO和Fe2O3的混合物完全溶解,且所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现,说明溶液中的溶质为硝酸亚铁,由铁元素守恒可知,足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量与硝酸亚铁中的铁的物质的量相同,根据硝酸的物质的量和生成NO的物质的量,求出溶液中硝酸亚铁的物质的量.
解答: 解:因一定量的Fe、FeO、Fe3O4和Fe2O3的混合物中加入120mL 5mol/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现,则溶液中的溶质为Fe(NO32
2.24L NO(标准状况)的物质的量为
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,
根据氮元素守恒,硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量=0.12L×5mol/L-0.1mol=0.5mol,所以硝酸亚铁的物质的量为
0.5mol
2
=0.25mol,
由铁元素守恒可知,用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物,得到铁的物质的量n(Fe)=0.25mol,
故选:C.
点评:本题考查混合物计算,关键是判断反应后溶液中的溶质为Fe(NO32,再利用原子守恒来计算,难度中等.
练习册系列答案
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一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业.
(1)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)═4CO2(g)+3Fe(s)△H=a kJ?mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)═CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=b kJ?mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)的△H=
 
kJ?mol-1(用含a、b 的代数式表示).
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到.
第一步:2CH3OH(g)?HCOOCH3(g)+2H2(g)△H>0
第二步:HCOOCH3(g)?CH3OH(g)+CO(g)△H>0
①第一步反应的机理可以用图表示:

图中中间产物X的结构简式为
 


②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有
 

(3)为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X-射线衍射谱图如右图1示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同).反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为
 

(4)某催化剂样品(含Ni2O340%,其余为SiO2)通过还原、提纯两步获得镍单质:首先用CO将33.2g样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4(沸点43℃),并在180℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质.
上述两步中消耗CO的物质的量之比为
 

(5)为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行监测.

①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO.若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀.每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为
 

②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如右图2示.这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为
 

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