Question

用帶鐵銹的鐵片與硫酸反應(yīng)制取綠礬。試驗時用98%(r=1.84g×cm^-3)的濃H₂SO₄ 100mL與400mL水混合制成密度為1.235g×cm^-3的稀H₂SO₄。用足量所配制的稀H₂SO₄與21.5g上述帶鐵銹的鐵片反應(yīng)，于大氣壓為756mm Hg，溫度為20℃的條件下，收集到經(jīng)過干燥的H₂ 8.74L，試計算：

（1）鐵片中鐵銹（按Fe₂O₃計算）和鐵的質(zhì)量分數(shù)。

（2）與21.5g鐵片反應(yīng)，最少需用稀釋后的H₂SO₄溶液多少毫升？

 

Answer 1

答案：
解析：

解：（1）根據(jù)克拉珀龍方程，計算生成H2的物質(zhì)的量 由pV=nRT 得 =0.362mol 由反應(yīng)：Fe+H2SO4（�。┄T═FeSO4+H2↑    ① 可知，產(chǎn)生0.362mol H2需反應(yīng)掉0.362mol Fe和0.362mol H2SO4 ∴ 消耗Fe的質(zhì)量為：m(Fe)´56g×mol-1´0.362mol=20.3g 在溶液里同時進行的反應(yīng)： FeO3+3H2SO4══Fe2(SO4)3+3H2O    ② Fe+Fe2(SO4)3══3FeSO4    ③ 由②和③可推出相關(guān)量：FeO3～Fe2(SO4)3～Fe 鐵片剩余的質(zhì)量為：21.5g-20.3g=1.2g其中Fe和Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1 ∵ m( )= 與Fe2(SO4)3反應(yīng)時消耗的Fe為 m(Fe)= m(Fe總)=20.3g+0.31g=20.61g w()= w(Fe)= （2）求消耗H2SO4的量，由①和②可得出產(chǎn)生H2及Fe2O3與H2SO4作用，消耗H2SO4的質(zhì)量為： m( )= 設(shè)稀釋后H2SO4的質(zhì)量分數(shù)為x% 100mL´1.84g×mL-1´ =(100mL´1.84g×mL-1+400mL´1g×mL-1)´ 解之得x=30.9 設(shè)至少需稀釋后H2SO4的體積為V V´1.235g×mL-1´30.9%=37.1g 解之得V=97.2mL 答：（1）鐵片中銹和鐵的質(zhì)量分數(shù)分別為4.1%和95.9%。 （2）與21.5g鐵片反應(yīng)最少需用稀硫酸97.2mL。