Question

（1）把260g含有二氧化硅的碳酸鈣固體在高溫下加熱到質量不再改變，冷卻后稱量為172g．計算原物質中二氧化硅的質量是多少？
（2）在由Fe、Fe₂O₃組成的混合物中加入100mL2mol?L^-1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，并放出224mL氣體（標準狀況），此時向溶液中加入KSCN溶液無明顯現象，求反應前混合物中Fe、Fe₂O₃的物質的量．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算,有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）在高溫下加熱SiO₂和CaCO₃固體混合物，發生反應：CaCO₃+SiO₂

高溫  .

CaSiO₃+CO₂↑，碳酸鈣過量，發生反應：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑，質量的減少為生成CO₂的質量，根據碳原子守恒n（CaCO₃）=n（CO₂），再根據m=nM計算碳酸鈣的質量，進而計算計算二氧化硅的質量；
（2）混合物與鹽酸恰好完全反應，所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現，說明溶液中的溶質為FeCl₂，發生反應：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，設原混合物中Fe和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol、ymol，計算出與HCl反應的Fe的物質的量，進而表示出與Fe³⁺反應的Fe的物質的量，據此列方程，再根據氯元素守恒列方程，聯立方程計算解答．

解答： 解：（1）在高溫下加熱SiO₂和CaCO₃固體混合物，發生反應：CaCO₃+SiO₂

高溫  .

CaSiO₃+CO₂↑，碳酸鈣過量，發生反應：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑，質量的減少為生成CO₂的質量，生成的二氧化碳的氣體的質量為：260g-172g=88g，其物質的量=

88g

44g/mol

=2mol，根據碳原子守恒，n（CaCO₃）=n（CO₂）=2mol，故m（CaCO₃）=2mol×100g/mol=200g，則二氧化硅的質量=260g-200g=60g，
答：二氧化硅的質量是60g．
（2）混合物與鹽酸恰好完全反應，所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現，說明溶液中的溶質為FeCl₂，生成氫氣物質的量為：

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，
   Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
0.01mol    0.01mol
設原混合物中Fe和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol、ymol，
Fe₂O₃～2Fe³⁺～Fe
ymol       （x-0.01）mol
根據題意，列方程得：x-0.01=y
根據氯元素守恒：2x+2y×2=0.1×2
聯立方程，解得x=0.04mol，y=0.03mol
答：反應前混合物中Fe為0.04mol、Fe₂O₃為0.03mol．

點評：本題考查混合物計算，側重學生的分析計算能力，（1）中注意根據碳元素守恒計算碳酸鈣的質量，（2）中判斷產物是關鍵，注意原子守恒利用，難度中等．