Question

7．将8g Fe₂O₃投入过量的稀盐酸中，充分反应，再加入7g铁粉，此时共收集到1.68LH₂（标况），Fe₂O₃和铁粉均无剩余．通过计算分析，溶液中铁元素存在形式及物质的量．

Answer 1

分析 已知n（Fe₂O₃）=$\frac{8g}{160g/mol}$=0.05mol n（Fe）=$\frac{7g}{56g/mol}$=0.125mol，n（H₂）=$\frac{1.68L}{22.4L/mol}$=0.075mol，涉及反应有：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂、FeCl₃+2Fe=3FeCl₂，结合反应的方程式计算该题．

解答 解：n（Fe₂O₃）=$\frac{8g}{160g/mol}$=0.05mol n（Fe）=$\frac{7g}{56g/mol}$=0.125mol，n（H₂）=$\frac{1.68L}{22.4L/mol}$=0.075mol，
设：生成FeCl₃的物质的量为x，与盐酸反应的铁物质的量为y，生成FeCl₂的物质的量为z，
Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
1mol        2mol
O．O5mol      x
x=0.1mol，
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂，
1mol     1mol 1mol
y        z    0.075mol
y=0.075mol，z=0.075mol，
设：FeCl₃反应的物质的量为m，生成FeCl₂物质的量为n，因铁完全反应，则与反应的铁的物质的量为0.125-O．O75mol=0.05mol，
FeCl₃+2Fe=3FeCl₂
1mol  2mol   3mol
m   0.05mol       n
m=0.025mol，n=0.075mol，
溶液中有：Fe³⁺ 0.1mol-0.025mol=0.075mol
Fe²⁺ 0.075mol+0.075mol=0.15mol．
答：溶液中含有Fe³⁺0.075mol、Fe²⁺0.15mol．

点评 本题考查化学方程式有关计算，为高频考点，清楚发生的反应是关键，注意利用守恒思想进行计算，侧重对解题方法与学生思维能力的考查，难度中等．