Question

18．某種礦石中鐵元素以氧化物Fe_mO_n的形式存在，現(xiàn)進行如下實驗：將少量鐵礦石樣品粉碎，稱取50.0g樣品于燒杯中，加入稀硫酸充分溶解（雜質不與稀硫酸反應），并不斷加熱、攪拌，濾去不溶物，向所得溶液中加入20.0g銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得剩余固體7.2g，濾液用濃度為2mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，消耗KMnO₄溶液50.0mL．
已知：8H⁺+MnO₄^-+5Fe²⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
通過計算，確定氧化物Fe_mO_n的化學式（m、n為正整數(shù)）

Answer 1

分析 由參加反應的MnO₄^-的物質的量為2mol•L^-1×0.05L=0.1mol，根據(jù)離子方程式計算n（Fe²⁺）即鐵元素總的物質的量；再由參加反應的銅的質量為20g-7.2g=12.8g，銅發(fā)生反應Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，由反應可知硫酸與氧化物反應后的溶液中鐵離子n（Fe³⁺）=2n（Cu），亞鐵離子n（Fe²⁺）=n（總Fe）-n（Fe³⁺），判斷氧化物中鐵離子與亞鐵離子數(shù)目比，據(jù)此書寫化學式．

解答 解：由參加反應的MnO₄^-的物質的量為2mol•L^-1×0.05L=0.1mol，根據(jù)離子方程式可知n（Fe²⁺）=5n（MnO₄^-）=5×0.1mol=0.5mol即鐵元素總的物質的量；
再由參加反應的銅的質量為20g-7.2g=12.8g，物質的量為$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，銅發(fā)生反應Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，由反應可知硫酸與氧化物反應后的溶液中n（Fe³⁺）=2n（Cu）=0.4mol，n（Fe²⁺）=n（總Fe）-n（Fe³⁺）=0.5mol-0.4mol=0.1mol，所以鐵的氧化物中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=0.4mol：0.1mol=4：1，故該鐵氧化物可表示為2Fe₂O₃•FeO或Fe₅O₇，
答：氧化物Fe_mO_n的化學式為2Fe₂O₃•FeO或Fe₅O₇．

點評 本題考查了有關方程式的計算，題目難度中等，側重于對學生計算能力和分析解決問題的能力的考查，難度中等，關鍵是判斷氧化物中鐵離子與亞鐵離子數(shù)目比．