Question

某兴趣小组查阅资料发现铁锈的成分除了含Fe₂O₃?xH₂O外，还可能含有FeCO₃，他们称取了10.60g某干燥铁锈样品，粉碎后进行了如下定量实验：①在氮气的保护下充分加热，冷却后固体质量为8.56g；②向所得固体中滴加5.00mol/L硫酸直至残渣完全溶解恰好用去硫酸30.00mL，下列叙述正确的是（　　）

• A、该铁锈中不含碳酸亚铁
• B、充分加热后所得固体只有Fe₃O₄
• C、该铁锈中Fe₂O₃?xH₂O的x=1
• D、该铁锈中n（Fe₂O₃?xH₂O）：n（FeCO₃）=5：4

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：30mL 5mol/L的硫酸中含有硫酸的物质的量为：5mol/L×0.03L=0.15mol，若不含FeCO₃，则8.56g固体完全为Fe₂O₃，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，则氧化铁的物质的量为：0.15mol×

2

3

×

1

2

=0.05mol，冷却后固体的质量为：160g/mol×0.05mol=8g＜8.56g，所以原铁锈中一定含有FeCO₃；
可以将8.56g混合物看作氧化铁、氧化亚铁的化合物，设含有氧化铁为ymol、氧化亚铁为zmol，二者与硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁，根据质量可得：①160y+72z=8.56，根据硫酸铁、硫酸亚铁的电中性可知：②6y+2z=0.15×2=0.3，根据①②联立解得：y=0.04mol、z=0.03mol；
根据铁元素质量守恒可知，10.6g样品中含有0.04molFe₂O₃?xH₂O、0.03molFeCO₃，加热样品后减少的质量为水和二氧化碳的质量，其中二氧化碳的物质的量为0.03mol，质量为：44g/mol×0.03mol=1.32g，水的质量为：0.04molx×18g/mol=10.6g-8.56g-1.32g=0.72，解得：x=1，
根据以上分析对各选项进行判断．

解答： 解：30mL 5mol/L的硫酸中含有硫酸的物质的量为：5mol/L×0.03L=0.15mol，若不含FeCO₃，则8.56g固体完全为Fe₂O₃，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，则氧化铁的物质的量为：0.15mol×

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×

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=0.05mol，冷却后固体的质量为：160g/mol×0.05mol=8g＜8.56g，所以原铁锈中一定含有FeCO₃；
可以将8.56g混合物看作氧化铁、氧化亚铁的化合物，设含有氧化铁为ymol、氧化亚铁为zmol，二者与硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁，根据质量可得：①160y+72z=8.56，根据硫酸铁、硫酸亚铁的电中性可知：②6y+2z=0.15×2=0.3，根据①②联立解得：y=0.04mol、z=0.03mol；
根据铁元素质量守恒可知，10.6g样品中含有0.04molFe₂O₃?xH₂O、0.03molFeCO₃，加热样品后减少的质量为水和二氧化碳的质量，其中二氧化碳的物质的量为0.03mol，质量为：44g/mol×0.03mol=1.32g，水的质量为：0.04molx×18g/mol=10.6g-8.56g-1.32g=0.72，解得：x=1，
A．根据分析可知，该铁锈中一定含有碳酸亚铁，故A错误；
B.8.56g固体中相当于含有0.04mol氧化铁、0.03mol氧化亚铁，其中Fe、O元素的物质的量之比为：（0.04×2+0.03）：（0.04×3+0.03）=11：15≠3：4，故B错误；
C．根据分析可知，x=1，故C正确；
D．该铁锈中n（Fe₂O₃?xH₂O）：n（FeCO₃）=0.04mol：0.03mol=4：3，故D错误；
故选C．

点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度较大，明确发生反应原理为解答关键，注意掌握质量守恒、电荷守恒在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．