Question

14．將鐵與氧化鐵的混合物15克，加入150mL稀硫酸中，標況下放出氫氣1.68升，同時鐵和氧化鐵均無剩余，向溶液中滴加KSCN溶液，未見顏色變化．
（1）混合物中鐵的質量為7g．
（2）為使Fe²完全轉化為Fe（OH）₂，共消耗3mol•L^-1的氫氧化鈉溶液200mL，則原硫酸的物質的量濃度為2mol/L．

Answer 1

分析 （1）向溶液中滴入KSCN溶液，未見顏色變化，說明硫酸過量，反應后溶液中鐵元素完全轉化成亞鐵離子，據(jù)此寫出反應的化學方程式；根據(jù)反應方程式計算出混合物中單質鐵的質量；
（2）將Fe²完全轉化為Fe（OH）₂，此時溶質為硫酸鈉，根據(jù)質量守恒計算出原硫酸的物質的量濃度．

解答 解：（1）由題意可知，反應后的溶液中Fe元素的存在形式為Fe²⁺，
故發(fā)生反應有：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
生成氫氣的物質的量為：n（H₂）=$\frac{1.68L}{22.4L/mol}$=0.075mol，
與H₂SO₄反應的鐵的物質的量為：n（Fe）=n（H₂）=0.075mol，
綜合前兩個反應方程式可知：與Fe₂（SO₄）₃反應的鐵為 n（Fe）ˊ=n[Fe₂（SO₄）₃]=n（Fe₂O₃），
鐵與氧化鐵的總質量為15g，則：（n（Fe）ˊ+0.075mol）×56g/mol+n（Fe）ˊ×160g/mol=15g，
解得：n（Fe）ˊ=0.05mol，
混合物中鐵的物質的量為：n（Fe）=0.075mol+0.05mol=0.125mol，
所以混合物中鐵的質量為：m（Fe）=0.125mol×56g/mol=7g，
故答案為：7；
（2）中和過量的H₂SO₄，且使Fe²⁺完全轉化成Fe（OH）₂，反應后的溶液中溶質為Na₂SO₄，
則：n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×3mol/L×0.2L=0.3mol，
原硫酸的濃度為：c（H₂SO₄）=$\frac{0.3mol}{0.15L}$=2mol/L，
故答案為：2mol/L．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，根據(jù)題干信息正確判斷發(fā)生反應為解答關鍵，注意質量守恒在化學計算中的應用，試題側重考查學生的分析能力及化學計算能力．