Question

將鐵與氧化鐵的錕合物15g，加入150mL稀H₂SO₄中，標準狀況下放出H2 1.68L，同時鐵和氧化鐵均無剩余，向溶液中滴入KSCN溶液，未見顏色變化．
（1）寫出所有發生的反應方程式：

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑ Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄

（2）混合物中鐵的質量是

7

克．
（3）為了中和過量的H₂SO₄，且使Fe²⁺完全轉化成Fe（OH）₂，共耗費3mol/L的氫氧化鈉溶液200mL，則原硫酸的物質的量濃度為

2mol/L

．

Answer 1

分析：（1）根據鐵、氧化鐵都能與鹽酸反應以及反應后溶液中無Fe³⁺，所以鐵也與硫酸鐵反應；
（2）先根據H₂求出和硫酸生成1.68LH₂的鐵，然后根據混合物發生的反應：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO4）₃+3H₂O  Fe₂（SO4）₃+Fe=3FeSO₄，可知n（Fe₂O₃）：n（Fe）=1：1，求出Fe₂O₃和Fe的質量，最終求出混合物中鐵的質量；
（3）由題意我們應該可以理解反應后溶液中只有Fe ²⁺而無Fe³⁺，而且硫酸有剩余，也就說固體與酸反應后溶液中得到的是FeSO4和硫酸的混合液，接著在這混合溶液中滴加NaOH溶液，先中和了硫酸，又與 FeSO₄反應生成了Fe（OH）₂沉淀，最終溶液中剩余物質其實就是Na₂SO₄．這樣我們用守恒法考慮，SO₄ ^2-來自原H₂SO₄，而Na⁺來自NaOH，這樣得到H₂SO₄～2NaOH，最終求出原硫酸的物質的量濃度．

解答：解：（1）因鐵、氧化鐵都能與硫酸反應：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑ Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，又因反應后溶液中無Fe³⁺，所以有反應：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；
故答案為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；
（2）從Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂ ↑方程式可以算出和硫酸生成1.68LH₂的鐵為0.075mol，其質量為4.2g，剩下15-4.2=10.8g混合物發生如下反應：
     Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO4）₃+3H₂O  Fe₂（SO4）₃+Fe=3FeSO₄
      n              n              n       n
  所以剩余混合物中Fe₂O₃和Fe的物質的量應該為1：1，可以算出各為0.05mol，則m（Fe₂O₃）=8g，m（Fe）=4.2+2.8=7g，故答案為：7；
（3）因為反應后溶液中無Fe³⁺存在，且固體沒有剩余，則全都是以Fe²⁺的形式存在
    H₂SO₄ ～2NaOH
    0.3mol    3mol/L*0.2L
 原硫酸的物質的量為0.3mol，
所以原稀H₂SO₄的物質的量濃度為0.3/0.15=2mol/L，故答案為：2mol/L．

點評：本題涉及的化學反應比較多，計算過程也很復雜，而且可能會漏掉某步反應．但若用守恒法來考慮和計算的話，不但思路清楚，而且解題簡單．