Question

向Fe₃O₄和 Fe的固体混合物6.88g中 加入50ml 2 mol?L^-1H₂SO₄，恰好使固体完全溶解，并放出一定量气体． 在所得溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色．
（1）写出Fe₃O₄和稀H₂SO₄反应的化学方程式

 

．
（2）混合物中Fe₃O₄和 Fe的物质的量（写出计算过程）．
（3）求反应中产生的气体在标准状况下的体积．（写出计算过程）．
（4）若用足量的CO在高温下与相同质量的上述固体混合物反应，求最终能得到铁的质量．（写出计算过程）．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：向Fe₃O₄和 Fe的固体混合物6.88g中 加入50ml 2 mol?L^-1H₂SO₄，恰好完全反应，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FeSO₄，发生反应：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，设原混合物中Fe和Fe₃O₄的物质的量分别为xmol、ymol，根据混合物的质量和消耗的硫酸的物质的量，结合Fe元素守恒，联立方程计算解答．

解答： 解：（1）Fe₃O₄和稀H₂SO₄反应的生成硫酸亚铁和硫酸铁、水，其反应的化学方程式为Fe₃O₄+4H₂SO₄=FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
故答案为：Fe₃O₄+4H₂SO₄=FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
（2）设原混合物中Fe和Fe₃O₄的物质的量分别为xmol、ymol
混合物与H₂SO₄恰好完全反应，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FeSO₄，
则n（Fe²⁺）=n（H₂SO₄）=0.05L×2 mol?L^-1=0.1mol，
由Fe元素守恒得：x+3y=0.1mol；
56x+232y=6.88g，
解得：x=0.04mol，y=0.02mol，
答：混合物中Fe₃O₄和 Fe的物质的量分别为0.02mol、0.04mol；
（3）Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、
     0.02           0.04mol
  Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
0.02mol 0.04mol
 Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
0.02mol         0.02mol
则V（H₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
答：产生的气体在标准状况下的体积为0.448L；
（4）n（Fe²⁺）=n（H₂SO₄）=0.05L×2 mol?L^-1=0.1mol，则Fe₃O₄和 Fe的固体混合物中Fe元素共0.1mol，
足量的CO在高温下与相同质量的上述固体混合物反应，最终能得到铁的质量为0.1mol，其质量为0.1mol×56g/mol=5.6g，
答：最终能得到铁的质量为5.6g．

点评：本题考查混合物的计算，题目难度中等，利用元素守恒判断铁的物质的量是解题关键，注意守恒思想的运用和三价铁离子的检验方法．