Question

13．向13.6g鐵和氧化鐵的化合物中，加入100mL稀硫酸，固體完全溶解，且放出1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H₂，向反應(yīng)后的溶液中滴入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，繼續(xù)向溶液中逐滴滴加NaOH溶液，一段時間后生成白色沉淀．當(dāng)生成沉淀的質(zhì)量恰好達(dá)到最大時，共消耗2mol•L^-1的NaOH溶液250mL．試計算：
（1）原硫酸的物質(zhì)的量濃度2.5mol•L^-1
（2）原混合物中鐵和氧化鐵的物質(zhì)的量之比為1：5．

Answer 1

分析 （1）鐵和氧化鐵與硫酸反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為FeSO₄、H₂SO₄，加入NaOH溶液使鐵完全轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₂，產(chǎn)生反應(yīng)后的溶液溶質(zhì)只有Na₂SO₄，根據(jù)硫酸根守恒，則n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄），根據(jù)鈉離子守恒，則n（Na₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH），據(jù)此計算出原硫酸溶液中硫酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算硫酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）據(jù)Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，此三個方程式中已有數(shù)據(jù)，并建立起鐵和氧化鐵的總質(zhì)量為13.6g，建立起等式，進(jìn)而求得鐵和氧化鐵的質(zhì)量，并求其物質(zhì)的量之間的比值．

解答 解：鐵和氧化鐵與硫酸反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為FeSO₄、H₂SO₄，加入NaOH溶液使鐵完全轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₂，反應(yīng)后的溶液溶質(zhì)只有Na₂SO₄，
根據(jù)硫酸根離子守恒可得：n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄），根據(jù)鈉離子守恒可知：n（Na₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×2mol/L×0.25L=0.25mol，
所以原H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為：c（H₂SO₄）=$\frac{0.25mol}{0.1L}$=2.5mol/L，
故答案為：2.5；
（2）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
         56                        22.4
         2.8                       1.12
則：m1（Fe）=2.8g，
設(shè)Fe₂O₃mg，
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160                    1
m                     $\frac{m}{160}$
則：n（Fe₂（SO₄）₃）=$\frac{m}{160}$mol，故n（Fe³⁺）=2×$\frac{m}{160}$mol=$\frac{m}{80}$mol，
2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺
2          56
$\frac{m}{80}$       $\frac{7m}{20}$   
則：m2（Fe）=$\frac{7m}{20}$ g，故 m1（Fe）+m2（Fe）+m（Fe₂O₃）=13.6g，2.8+$\frac{7m}{20}$+m=13.6，解得m=8g，故m（Fe₂O₃）=8g，
則m（Fe）=13.6g-8g=5.6g，故鐵和氧化鐵的物質(zhì)的量之比為$\frac{5.6g}{56g/mol}$：$\frac{8g}{160g/mol}$=1：5，
故答案為1：5．

點評 本題考查有關(guān)混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確發(fā)生的反應(yīng)原理為解題關(guān)鍵，注意利用守恒思想計算，側(cè)重考查學(xué)生的分析思維能力及化學(xué)計算能力．