Question

【題目】為了探究FeSO4和Cu(NO3)2的混合物中各組分的含量，現(xiàn)設(shè)計如下流程：

通過計算得出:

(1)原混合物中FeSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為_______。

(2)通入的 n(Cl2) =________ mol。

(3)生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是________mL。

(4)固體X質(zhì)量是________g。

Answer 1

【答案】89%0.03522400.56

【解析】

根據(jù)題中流程可知，步驟②中加入鐵粉產(chǎn)生了氫氣，說明前面的酸過量，步驟①中有氯氣與亞鐵離子反應(yīng)，說明溶液中有亞鐵離子，17.08g的FeSO4和Cu（NO3）2的混合物與0.14mol硫酸混合，由于亞鐵離子過量，硝酸根全部被還原為NO，據(jù)此計算得硝酸銅的質(zhì)量及消耗掉的氫離子的物質(zhì)的量，同時根電子得失守恒可計算出溶液中生成的鐵離子的物質(zhì)的量，根據(jù)氯氣的物質(zhì)的量可計算出溶液中亞鐵離子的物質(zhì)的量，并由此計算出溶液中鐵離子的總物質(zhì)的量，根據(jù)溶液中的氫離子及8.96g鐵粉可計算出氫氣的體積和X的值。

(1)根據(jù)題中流程可知，步驟②中加入鐵粉產(chǎn)生了氫氣，說明前面的酸過量，步驟①中有氯氣與亞鐵離子反應(yīng)，說明溶液中有亞鐵離子，17.08g的FeSO4和Cu(NO3)2的混合物與0.14mol硫酸混合，硝酸根全部被還原為NO，NO的物質(zhì)的量為mol=0.02mol，根據(jù)氮元素守恒，樣品中Cu(NO3)2的質(zhì)量為188g/mol×0.01mol=1.88g，所以FeSO4的質(zhì)量為17.08g﹣1.88g=15.2g，其物質(zhì)的量為0.1mol，原混合物中FeSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=89%；

（2）根據(jù)方程式3Fe2++8H++2NO3﹣（�。┄T3Fe3++2NO↑+4H2O

3mol 8mol 2×22.4L

n（Fe2+） n（H+） 448mL

所以n（Fe2+）=0.03mol，n（H+）=0.08mol，則溶液中亞鐵離子的物質(zhì)的量為0.1mol﹣0.03mol=0.07mol，根據(jù)方程式2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣，可得氧化亞鐵離子需要氯氣的物質(zhì)的量為0.035mol；

（3）根據(jù)鐵元素守恒，溶液中鐵離子的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Fe═3Fe2+，可得消耗鐵的物質(zhì)的量為0.05mol即質(zhì)量為2.8g，溶液中n（H+）=0.14mol×2﹣0.08mol=0.2mol，結(jié)合反應(yīng)2H++Fe═H2↑+Fe2+，生成的氫氣為0.1mol，其體積為2.44L=2240mL；

(4)可得消耗鐵的物質(zhì)的量為0.1mol即質(zhì)量為5.6g，則剩余鐵的質(zhì)量為8.96g﹣5.6g﹣2.8g=0.56g。