Question

將鐵與氧化鐵的錕合物15g，加入150mL稀H₂SO₄中，標(biāo)準(zhǔn)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(fā)生的反應(yīng)方程式：   
（2）混合物中鐵的質(zhì)量是    克．
（3）為了中和過量的H₂SO₄，且使Fe²⁺完全轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₂，共耗費(fèi)3mol/L的氫氧化鈉溶液200mL，則原硫酸的物質(zhì)的量濃度為    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)鐵、氧化鐵都能與鹽酸反應(yīng)以及反應(yīng)后溶液中無Fe³⁺，所以鐵也與硫酸鐵反應(yīng)；
（2）先根據(jù)H₂求出和硫酸生成1.68LH₂的鐵，然后根據(jù)混合物發(fā)生的反應(yīng)：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(zhì)量，最終求出混合物中鐵的質(zhì)量；
（3）由題意我們應(yīng)該可以理解反應(yīng)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(yīng)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(yīng)生成了Fe（OH）₂沉淀，最終溶液中剩余物質(zhì)其實(shí)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(zhì)的量濃度．
解答：解：（1）因鐵、氧化鐵都能與鹽酸反應(yīng)：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑ Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，又因反應(yīng)后溶液中無Fe³⁺，所以有反應(yīng)：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(zhì)量為4.2g，剩下15-4.2=10.8g混合物發(fā)生如下反應(yīng)：
     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(zhì)的量應(yīng)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?yàn)榉磻?yīng)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(zhì)的量為0.3mol，
所以原稀H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為0.3/0.15=2mol/L，故答案為：2mol/L．
點(diǎn)評：本題涉及的化學(xué)反應(yīng)比較多，計(jì)算過程也很復(fù)雜，而且可能會漏掉某步反應(yīng)．但若用守恒法來考慮和計(jì)算的話，不但思路清楚，而且解題簡單．