Question

有Fe和Fe₂O₃的混合物溶于500ml的稀硝酸中，放出NO22.4L（標(biāo)況下）并余5.44g Fe，向反應(yīng)后的溶液中通入20.16LCl₂（標(biāo)況），恰好能使溶液中的Fe²⁺全部氧化．求：
（1）稀硝酸的物質(zhì)的量濃度；9.2mol/L    
（2）混合物中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．85.6%

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）Fe和Fe₂O₃的混合物與硝酸反應(yīng)，有Fe剩余，說明硝酸完全反應(yīng)，且生成Fe（NO₃）₂，通入氯氣恰好能使溶液中的Fe²⁺全部氧化，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n[Fe（NO₃）₂]，根據(jù)N原子守恒有n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算；
（2）令參加反應(yīng)的Fe和Fe₂O₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，F(xiàn)e提供的電子等于硝酸根、鐵離子獲得的電子．最終生成Fe（NO₃）₂，根據(jù)鐵原子守恒可知，n（參加反應(yīng)Fe原子）=n[Fe（NO₃）₂]，據(jù)此列方程計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算混合物中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）Fe和Fe₂O₃的混合物與硝酸反應(yīng)，有Fe剩余，說明硝酸完全反應(yīng)，且生成Fe（NO₃）₂，通入氯氣恰好能使溶液中的Fe²⁺全部氧化，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，n[Fe（NO₃）₂]=2n（Cl₂）=2×

20.16L

22.4L/mol

=1.8mol，根據(jù)N原子守恒有n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO）=1.8mol×2+

22.4L

22.4L/mol

=4.6mol，故稀硝酸的物質(zhì)的量濃度=

4.6mol

0.5L

=9.2mol/L，
答：稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為9.2mol/L．
（2）令參加反應(yīng)的Fe和Fe₂O₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，生成NO為

22.4L

22.4L/mol

=1mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，F(xiàn)e提供的電子等于硝酸根、鐵離子獲得的電子，則有2x=2y+1×（5-2），最終生成Fe（NO₃）₂，根據(jù)鐵原子守恒可知：x+2y=1.8，聯(lián)立方程解得，x=1.6、y=0.1，
故混合物中Fe的質(zhì)量為1.6mol×56g/mol+5.44g=95.04g，氧化鐵的質(zhì)量為0.1mol×160g/mol=16g，
故混合物中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

95.04g

95.04g+16g

×100%=85.6%，
答：混合物中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.6%．

點(diǎn)評：本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，題目涉及的反應(yīng)過程比較復(fù)雜，利用過程法比較復(fù)雜，注意根據(jù)判斷產(chǎn)物利用守恒思想解答．