Question

用標簽如圖的濃硫酸配得200mL某濃度的稀硫酸，現將27.2g鐵粉和氧化鐵的混合物加入其中，恰好完全反應，放出氫氣2.24L（標準狀況）．反應后的溶液中滴加KSCN不顯紅色，且無固體剩余物，求：（計算結果保留小數點后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量為

 

 g；
③稀硫酸的物質的量濃度為

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：①濃硫酸物質的量濃度=

103ρw

M

mol/L，根據原子守恒和轉移電子守恒計算鐵和氧化鐵的物質的量，鐵和氧化鐵與硫酸完全反應后都生成硫酸亞鐵，根據原子守恒計算硫酸的物質的量，再根據V=

n

c

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

解答： 解：氫氣的物質的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，濃硫酸物質的量濃度=

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)生的離子反應為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，設鐵的物質的量為x，氧化鐵的物質的量為y，根據轉移電子守恒及質量守恒得，根據鐵和稀硫酸反應方程式知，生成0.1mol氫氣需要鐵的物質的量為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后恰好反應生成FeSO₄，根據原子守恒得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根據濃硫酸稀釋前后物質的量不變，稀硫酸的物質的量濃度=

0.4mol

0.2L

=2mol?L^-1，故答案為：2．

點評：本題考查了物質的量的計算，明確發(fā)生的反應是解本題關鍵，再結合質量守恒及原子守恒計算鐵及氧化鐵的物質的量，最后根據物質之間的關系式解答，難度中等．