Question

11．向27.2g Fe和Fe₂O₃的混合物中加入200mL稀硫酸，在標準狀況下放出2.24L氫氣向反應后的溶液中加入硫氰化鉀溶液，未見顏色變化，為中和過量的硫酸，消耗2mol/L的氫氧化鈉溶液100mL．求：
（1）Fe和Fe₂O₃的物質的量．
（2）原稀硫酸的物質的量濃度．

Answer 1

分析 將鐵和氧化鐵的混合物加入稀硫酸中，產生氣體，向溶液中滴入硫氰化鉀溶液，未見顏色變化，說明生成硫酸亞鐵，中和過量的硫酸，而且使鐵完全轉化成氫氧化亞鐵，產生溶液中溶質為Na₂SO₄，根據硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄），根據鈉離子守恒n（NaOH）=2n（Na₂SO₄），據此計算n（H₂SO₄），再根據c=$\frac{n}{V}$計算．

解答 解：（1）只有鐵和硫酸反應產生氫氣，根據金屬鐵和氫氣的量之間的關系：Fe～H₂，在標準狀況下放出2.24L即0.1mol氫氣，金屬鐵的物質的量是0.1mol，質量是5.6g，所以氧化鐵的質量是27.2g-5.6g=21.6g，物質的量是 $\frac{21.6g}{160g/mol}$=0.135mol，答：Fe和Fe₂O₃的物質的量是0.1mol；0.135mol；
（2）將鐵和氧化鐵的混合物加入稀硫酸中，產生氣體，向溶液中滴入硫氰化鉀溶液，未見顏色變化，說明生成硫酸亞鐵，中和過量的硫酸，而且使鐵完全轉化成氫氧化亞鐵，產生溶液中溶質為Na₂SO₄，根據硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄），根據鈉離子守恒n（NaOH）=2n（Na₂SO₄），故n（H₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×0.1L×2mol/L=0.1mol，故c（H₂SO₄）=$\frac{0.1mol}{0.2L}$=0.5mol/L，答：原稀硫酸的物質的量濃度是0.5mol/L．

點評 本題考查混合物計算，難度中等，明確反應過程是解題關鍵，側重考查學生分析思維能力，注意利用守恒法進行解答．