Question

用標(biāo)簽如圖的濃硫酸配得200mL某濃度的稀硫酸，現(xiàn)將27.2g鐵粉和氧化鐵的混合物加入其中，恰好完全反應(yīng)，放出氫氣2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN不顯紅色，且無固體剩余物，求：（計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位）
①配制200mL該稀硫酸，需要濃硫酸

 

mL；
②混合物中氧化鐵的質(zhì)量為

 

 g；
③稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：①濃硫酸物質(zhì)的量濃度=

103ρw

M

mol/L，根據(jù)原子守恒和轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算鐵和氧化鐵的物質(zhì)的量，鐵和氧化鐵與硫酸完全反應(yīng)后都生成硫酸亞鐵，根據(jù)原子守恒計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=

n

c

計(jì)算濃硫酸體積；
②m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃）；
③根據(jù)濃硫酸稀釋前后物質(zhì)的量不變計(jì)算稀硫酸濃度．

解答： 解：氫氣的物質(zhì)的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，濃硫酸物質(zhì)的量濃度=

103ρw

M

mol/L=

103×1.84×98%

98

mol/L=18.4mol/L，
①將鐵通入稀硫酸中發(fā)生的離子反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，設(shè)鐵的物質(zhì)的量為x，氧化鐵的物質(zhì)的量為y，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及質(zhì)量守恒得，根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)方程式知，生成0.1mol氫氣需要鐵的物質(zhì)的量為0.1mol，

56x+160y=27.2 (2-0)．(x-0.1)=2y(3-2)

，

x=0.2 y=0.1

，
鐵、氧化鐵和硫酸完全反應(yīng)后恰好反應(yīng)生成FeSO₄，根據(jù)原子守恒得n（H₂SO₄）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃）=0.2mol+0.2mol=0.4mol，所以濃硫酸的體積=

0.4mol

18.4mol/L

=21.7mL，
故答案為：21.7；
②m（Fe₂O₃）=n（Fe₂O₃）．M（Fe₂O₃）=0.1mol×160g/mol=16g，
故答案為：16；
③根據(jù)濃硫酸稀釋前后物質(zhì)的量不變，稀硫酸的物質(zhì)的量濃度=

0.4mol

0.2L

=2mol?L^-1，故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的量的計(jì)算，明確發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合質(zhì)量守恒及原子守恒計(jì)算鐵及氧化鐵的物質(zhì)的量，最后根據(jù)物質(zhì)之間的關(guān)系式解答，難度中等．