Question

将54.4g铁粉和氧化铁的混合物中加入200mL的稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气4.48L（标准状况）．反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，求：
（1）混合物铁和氧化铁各是多少克？
（2）原稀硫酸物质的量浓度？
（3）反应后得到FeSO₄的物质的量是多少？

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：铁粉和氧化铁的混合物中加入稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气，反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，则最终溶液中溶质为FeSO₄，发生反应：Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，计算生成4.48L氢气时消耗Fe、H₂SO₄的物质的量，设原混合物中Fe₂O₃的物质的量为xmol，根据化学方程式表示出与氧化铁反应消耗Fe、H₂SO₄的物质的量，再根据混合物总质量列方程计算．
（1）根据m=nM计算混合物铁和氧化铁的质量；
（2）根据n=

n

V

计算硫酸的物质的量浓度；
（3）根据硫酸根离子守恒计算FeSO₄的物质的量．

解答： 解：铁粉和氧化铁的混合物中加入稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气，反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，则最终溶液中溶质为FeSO₄，
反应生成 H₂的物质的量为：

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，则：
    Fe+H₂ SO₄=FeSO₄+H₂↑
0.2mol  0.2mol   0.2mol
设原混合物中Fe₂O₃的物质的量为xmol，则：
   Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O
x mol x mol  3x mol
由题意可知，（x+0.2）mol×56g/mol+x mol×160g/mol=54.4g，
解得x=0.2mol，
（1）混合物中m（Fe₂O₃）=0.2 mol×160 g?mol^-1=32 g，m（Fe）=54.4g-32g=22.4g，
答：铁的质量为22.4g，氧化铁的质量为32g．
（2）n（H₂SO₄）=（3x+0.2）mol=（3×0.2+0.2）mol=0.8mol，则c（H₂SO₄）=

0.8mol

0.2L

=4mol/L
答：原稀硫酸的浓度为4mol/L．
（3）根据硫酸根守恒：n（FeSO₄）=n（H₂SO₄）=0.8mol，
答：生成硫酸亚铁的物质的量为0.8mol．

点评：本题考查混合物计算，明确发生的反应是解题关键，注意根据方程式解答，侧重考查学生的分析思维能力，难度中等．