Question

鋼鐵生銹的過程十分復雜，已知某鐵銹含有Fe₂O₃?nH₂O（n≤1），還可能有Fe（OH）₃和FeCO₃．某學習小組做了以下實驗：
①取12.574g鐵銹隔絕空氣加熱至恒重，得到固體10.528g．
②另取6.287g鐵銹，在205.00mL 1.000mol/L的稀硝酸中恰好完全溶解，產生NO氣體89.60mL（標準狀況）．
（1）根據(jù)實驗①，鐵銹中是否只含F(xiàn)e₂O₃?nH₂O？試通過計算回答．
（2）根據(jù)實驗②，能否確定鐵銹中含有FeCO₃？理由是什么？
（3）若n=0.8，試通過計算確定6.287g鐵銹的成分以及它們的物質的量．

Answer 1

解：（1）若只含F(xiàn)e₂O₃?nH₂O，則水的質量為12.574g-10.528g=2.046g，則n（Fe₂O₃）：n（H₂O）=：=1：1.72，n＞1，不合題意，
答：否；若只含F(xiàn)e₂O₃?nH₂O，則Fe₂O₃與H₂O的物質的量之比為：=1：1.72，n＞1，不合題意；
（2）在205.00mL 1.000mol/L的稀硝酸中恰好完全溶解，產生NO氣體，說明硝酸被還原，混合物中只有FeCO₃具有還原性，則一定含有FeCO₃，
答：有，因為只有FeCO₃顯還原性；
（3）設6.287g鐵銹中含有x molFe₂O₃?0.8H₂O，y molFe（OH）₃，z molFeCO₃，
取12.574g鐵銹隔絕空氣加熱至恒重，得到固體10.528g，則取6.287g鐵銹隔絕空氣加熱至恒重，得到固體質量為g=5.264g，
在205.00mL 1.000mol/L的稀硝酸中恰好完全溶解，產生NO氣體89.60mL，n（NO）==0.004mol，則硝酸得到電子0.004mol×（5-2）=0.012mol，
根據(jù)得失電子數(shù)目相等可知n（FeCO₃）=0.012mol，
加熱時發(fā)生：Fe₂O₃?0.8H₂OFe₂O₃+0.8H₂O，2Fe（OH）₃Fe₂O₃+3H₂O，F(xiàn)eCO₃FeO+CO₂↑，
則有
解得：x=0.025，y=0.005，
6.287g鐵銹的成分以及它們的物質的量分別是Fe₂O₃?0.8H₂O：0.025 mol；Fe（OH）₃：0.005 mol；FeCO₃：0.012mol，
答：Fe₂O₃?0.8H₂O：0.025 mol；Fe（OH）₃：0.005 mol；FeCO₃：0.012mol．
分析：（1）若只含F(xiàn)e₂O₃?nH₂O，則水的質量為12.574g-10.528g=2.046g，根據(jù)Fe₂O₃與H₂O的物質的量之比判斷；
（2）FeCO₃具有還原性；
（3）根據(jù)質量變化和生成NO的物質的量列式計算．
點評：本題考查混合物的計算，注意結合對應物質的性質從守恒的角度列式計算，題目難度中等．