Question

15．將鐵和氧化鐵的混合物3.84g投入足量稀H₂SO₄溶液中，充分反應后收集到672 mL H₂，向溶液中滴入KSCN，無現(xiàn)象．氣體體積在標準狀況下測定，求原混合物中鐵和氧化鐵的質量．

Answer 1

分析 Fe、Fe₂O₃ 的混合物與硫酸恰好完全反應，生成了鐵的硫酸鹽，反應后反應加入KSCN 溶液，無血紅色出現(xiàn)，說明只生成FeSO₄，發(fā)生反應為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O，根據(jù)生成的氫氣計算與硫酸反應的Fe的質量，進而計算與硫酸反應的Fe、Fe₂O₃ 的總質量，二者物質的量之比為1：1，計算各自物質的量，再計算混合物中Fe、氧化鐵的質量．

解答 解：Fe、Fe₂O₃ 的混合物與硫酸恰好完全反應，生成了鐵的硫酸鹽，反應后反應加入KSCN 溶液，無血紅色出現(xiàn)，說明只生成FeSO₄，發(fā)生反應為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O，
n（H₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，則：
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1              1
n（Fe）       0.03mol
n（Fe）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，
故硫酸反應的Fe、Fe₂O₃ 的質量為3.84g-1.68=2.16g，
由反應Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O可知知二者物質的量之比為1：1，故n′（Fe）=n（Fe₂O₃）=$\frac{2.16g}{56g/mol+160g/mol}$=0.01mol，
則混合物中含有鐵的物質的量為：0.03mol+0.01mol=0.04mol，質量為：56g/mol×0.04mol=2.24g；
混合物中含有氧化鐵的質量為：160g/mol×0.01mol=1.6g，
答：原混合物中鐵和氧化鐵的質量分別為2.24g、1.6g．

點評 本題考查混合物計算、根據(jù)方程式計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的原理為解答關鍵，注意Fe在反應中發(fā)生與硫酸反應、與硫酸鐵反應，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．