Question

20．將Fe、FeO和Fe₂O₃的混合物m g加入足量的鹽酸中充分反應后，固體無剩余，測得參加反應的HCl為0.08mol，放出的氣體在標準狀況下的體積為0.224L，則原混合物中氧元素的質量分數為（　�。�

• A． 20.5%
• B． 18.6%
• C． 17.6%
• D． 無法計算

Answer 1

分析 由于氧化性：Fe³⁺＞H⁺，所以當產生氫氣時，Fe³⁺已經全部被還原為Fe²⁺，發生反應：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，Fe+Fe₂O₃+6HCl=3FeCl₂+3H₂O，反應后溶質為FeCl₂，根據氯原子守恒計算出鐵元素的物質的量，根據H元素守恒計算出O元素的物質的量，再計算出混合物中氧元素的質量分數即可．

解答 解：由于氧化性Fe³⁺＞H⁺，所以當產生氫氣時，Fe³⁺已經全部被還原為Fe²⁺，反應后溶質為FeCl₂，其物質的量為：n（FeCl₂）=0.08mol×$\frac{1}{2}$=0.04mol，根據質量守恒定律，原混合物中含有鐵元素的質量為56g/mol×0.04mol=2.24g，
生成氫氣的物質的量為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，
反應物中氧元素在反應后生成了水，根據H元素守恒可知，生成水的物質的量為：n（H₂O）=$\frac{0.08mol-0.01mol×2}{2}$=0.03mol，根據質量守恒，原混合物中含有氧元素的質量為：16g/mol×0.03mol=0.48g，
所以原混合物中氧元素的質量分數為：$\frac{0.48g}{2.24g+0.48g}$×100%=17.6%，
故選C．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，正確判斷反應后溶質組成為解答關鍵，注意掌握質量守恒定律在化學計算中的應用，試題側重考查學生的分析能力及化學計算能力．