Question

13．現(xiàn)有Fe₂O₃和Fe₃O₄組成的混合物Wg，將其投入到360mL5mol/L的鹽酸中，再加入22.4g鐵粉，固體恰好完全溶解，收集到標準狀況下氣體4480mL，向反應(yīng)后溶液中滴加KSCN溶液，無顏色變化，請計算：
（1）W=39.2g；
（2）完全反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的濃度為2.5mol/L（假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積不變）

Answer 1

分析 （1）22.4g鐵粉的物質(zhì)的量為：$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，標準狀況下4480mL氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，生成0.2mol氫氣消耗Fe的物質(zhì)的量為0.2mol，則反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺消耗鐵粉的物質(zhì)的量為0.2mol，設(shè)Fe₂O₃和Fe₃O₄分別為xmol和ymol，并據(jù)Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，F(xiàn)e₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
，F(xiàn)e+2HCl=FeCl₂+H₂↑，建立起x，y之間的關(guān)系，進而求得Fe₂O₃和Fe₃O₄物質(zhì)的量，并求質(zhì)量；
（2）固體恰好完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)，反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為FeCl₂，根據(jù)氯元素守恒n（HCl）=2n（FeCl₂）=0.36L×5mol/L，故n（FeCl₂）=0.9mol，并據(jù)c（FeCl₂）=$\frac{n}{V}$進行計算；

解答 解：（1）22.4g鐵粉的物質(zhì)的量為：$\frac{22.4g}{56g/mol}$=0.4mol，標準狀況下4480mL氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
設(shè)Fe₂O₃和Fe₃O₄分別為xmol和ymol，
Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
1            6           2
x           6x         2x
則：n1（HCl）=6x，n1（FeCl₃）=2x，
Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
1              8       2           1
y              8y     2y         y
則：n2（HCl）=8y，n2（FeCl₃）=2y，n1（FeCl₂）=y，
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
1       2      1       1
0.2   0.4   0.2    0.2
則：n1（Fe）=0.2mol，n3（HCl）=0.4mol，n2（FeCl₂）=0.2mol，
據(jù)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺消耗鐵粉的物質(zhì)的量為0.4mol-0.2mol=0.2mol，則n（Fe³⁺）=0.4mol，n3（Fe²⁺）=0.6mol，根據(jù)元素守恒故n（Fe³⁺）=n1（FeCl₃）+n2（FeCl₃）=2x+2y=0.4①，消耗鹽酸總量為6x+8y+0.4=0.36L×5mol/L②，聯(lián)立①②解得x=0.1mol，y=0.1mol，則n（Fe₂O₃）=0.1mol，n（Fe₃O₄）=0.1mol，
故w=m（Fe₂O₃）+m（Fe₃O₄）=0.1mol×160g/mol+0.1mol×232g/mol=39.2g，
故答案為：39.2g；
（2）固體恰好完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)，反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為FeCl₂，根據(jù)氯元素守恒n（HCl）=2n（FeCl₂）=0.36L×5mol/L，故
n（FeCl₂）=0.9mol，c（FeCl₂）=$\frac{0.9mol}{0.36L}$=2.5mol/L，
故答案為：2.5mol/L．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握元素守恒定律在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．