将铁粉和氧化铁的混合物54.4g加入220mL稀硫酸中,恰好完全反应,放出氢气4.48L(标准状况).反应后的溶液滴加KSCN不限红色,且无固体剩余物.求:(1)混合物中铁和氧化铁各是多少克?(2)原稀
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/08 16:33:48
将铁粉和氧化铁的混合物54.4g加入220mL稀硫酸中,恰好完全反应,放出氢气4.48L(标准状况).反应后的溶液滴加KSCN不限红色,且无固体剩余物.求:(1)混合物中铁和氧化铁各是多少克?(2)原稀
将铁粉和氧化铁的混合物54.4g加入220mL稀硫酸中,恰好完全反应,放出氢气4.48L(标准状况).反应后的溶液
滴加KSCN不限红色,且无固体剩余物.求:
(1)混合物中铁和氧化铁各是多少克?
(2)原稀硫酸的物质的量浓度.
(3)反应后得到FeSO4的物质的量.
将铁粉和氧化铁的混合物54.4g加入220mL稀硫酸中,恰好完全反应,放出氢气4.48L(标准状况).反应后的溶液滴加KSCN不限红色,且无固体剩余物.求:(1)混合物中铁和氧化铁各是多少克?(2)原稀
因为氧化性Fe3+>H+;所以将铁粉和氧化铁的混合物加入稀硫酸中,依次发生反应Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4;当三价铁反应完全后,再发生下面的反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;所以当有氢气生成时溶液中无三价铁,加入KSCN无红色物质生成,再次证明溶液中没有Fe3+.
(1)设反应后生成氢气的铁单质的物质的量为x;发生归中反应的氧化铁和铁的质量分别为y、z.
n(H2)=V/Vm=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
1 1
x 0.2mol
1/1=x/0.2mol;所以x=0.2mol;生成氢气的铁的质量为m1=n*M=0.2mol*56g/mol=11.2g;
所以发生Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4的氧化铁和铁的质量为(54.4-11.2)g=43.2g,且氧化铁和铁恰好完全反应.将Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4反应方程式相加,得到总反应方程式:
Fe2O3+3H2SO4+Fe=3FeSO4+3H2O
160 56
y z
160/56=y/z,y+z=43.2g;所以y=32g,z=11.2g;
所以m(Fe)=z+m1=11.2g*2=22.4g;m(Fe2O3)=32g;
(2)设原溶液中的硫酸的物质的量为n.
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
1 1
n 0.2mol
1/1=n/0.2mol;n=0.2mol;
所以C=n/V=0.2mol/0.22L=0.91mol/L
所以原稀硫酸的物质的量浓度为0.91mol/L.
(3)设反应后得到FeSO4的质量为M.
Fe2O3+3H2SO4+Fe=3FeSO4+3H2O
56 456
11.2g M1
56/456=11.2g/M1,M1=91.2g;
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 152
11.2g M2
56/152=11.2g/M2,M2=30.4g;
所以M=M1+M2=91.2g+30.4g=121.6g,n=m/M=121.6g÷152g/mol=0.8mol.
所以反应后得到FeSO4的物质的量为0.8mol.
[解析] 此题应首先分析反应过程及产物。4.48L(0.2mol)H2全部是由Fe和稀H2SO4反应产生的,Fe2O3和H2SO4反应产生Fe3+。根据题意,反应后无Fe3+,也无固体,即剩余的Fe粉和Fe3+恰好反应,可求第一问。
设:原混合物中含Fe粉xmol,Fe2O3ymol.
Fe - H2
1. 1
x - y 0.2
2Fe3+ - Fe -...
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[解析] 此题应首先分析反应过程及产物。4.48L(0.2mol)H2全部是由Fe和稀H2SO4反应产生的,Fe2O3和H2SO4反应产生Fe3+。根据题意,反应后无Fe3+,也无固体,即剩余的Fe粉和Fe3+恰好反应,可求第一问。
设:原混合物中含Fe粉xmol,Fe2O3ymol.
Fe - H2
1. 1
x - y 0.2
2Fe3+ - Fe - 3Fe2+
2 1
2y y
∴
∴含铁粉22.4g,氧化铁32g。
由此解出第一问,并可用相同方法列式求第二、三问。但此处可采用较简便的方法:反应中共涉及铁元素总量:0.4+0.2×2=0.8mol,那么这些铁原子反应后全部转化为Fe2++0.8mol,即生成FeSO40.8mol,而FeSO4中的SO42-全部来自于H2SO4,所以反应中消耗的H2SO4为0.8mol。通过此两问的解决步骤,学生应体会出化学题目中守恒思想的运用,树立反应过程的总体观念,观察始态终态,可迅速的解答题目。
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