Question

在鐵和氧化鐵的混合物15g中加入150mL稀H₂SO₄放出氫氣1.68L(標準狀況)。當反應停止后，鐵和氧化鐵均無剩余，且溶液中無Fe³⁺存在。為了中和過量H₂SO₄，并 使Fe²⁺完全轉化為Fe(OH)₂沉淀，共耗用3 mol/L NaOH溶液200mL。求：

①混合物中鐵和氧化鐵各多少克?

②稀H₂SO₄的物質的量濃度為多少?

Answer 1

（1）混合物中鐵是7g，氧化鐵是8g。（2）稀H₂SO₄的物質的量濃度為2 mol·L^-1。

解析:

（1）設鐵和氧化鐵的物質的量分別為x和y，則

x×56g/mol+y×160 g/mol＝15g……………①

由得失電子守恒得，x×2＝y×2+1.68L/22.4L/mol×2……………②

解得：x＝0.25mol, y＝0.05mol.即m(Fe)＝0.25mol×56g/mol＝7g, m(Fe₂O₃)＝0.05mo l×160g/mol＝8g

（2）在鐵和氧化鐵的混合物中加入稀H₂SO₄反應停止后，溶液中的溶質主要是H₂SO₄ 和FeSO₄。

由電荷守恒知：硫酸中的硫酸根離子最后完全和鈉離子結合在一起。

n(H₂SO₄)＝1/2×3 mol/L×0.2L＝0.3mol

c(H₂SO₄)＝0.3 mol/0.15L＝2 mol·L^-1