Question

20．将Fe、FeO和Fe₂O₃的混合物m g加入足量的盐酸中充分反应后，固体无剩余，测得参加反应的HCl为0.08mol，放出的气体在标准状况下的体积为0.224L，则原混合物中氧元素的质量分数为（　　）

• A． 20.5%
• B． 18.6%
• C． 17.6%
• D． 无法计算

Answer 1

分析 由于氧化性：Fe³⁺＞H⁺，所以当产生氢气时，Fe³⁺已经全部被还原为Fe²⁺，发生反应：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，Fe+Fe₂O₃+6HCl=3FeCl₂+3H₂O，反应后溶质为FeCl₂，根据氯原子守恒计算出铁元素的物质的量，根据H元素守恒计算出O元素的物质的量，再计算出混合物中氧元素的质量分数即可．

解答 解：由于氧化性Fe³⁺＞H⁺，所以当产生氢气时，Fe³⁺已经全部被还原为Fe²⁺，反应后溶质为FeCl₂，其物质的量为：n（FeCl₂）=0.08mol×$\frac{1}{2}$=0.04mol，根据质量守恒定律，原混合物中含有铁元素的质量为56g/mol×0.04mol=2.24g，
生成氢气的物质的量为$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，
反应物中氧元素在反应后生成了水，根据H元素守恒可知，生成水的物质的量为：n（H₂O）=$\frac{0.08mol-0.01mol×2}{2}$=0.03mol，根据质量守恒，原混合物中含有氧元素的质量为：16g/mol×0.03mol=0.48g，
所以原混合物中氧元素的质量分数为：$\frac{0.48g}{2.24g+0.48g}$×100%=17.6%，
故选C．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，正确判断反应后溶质组成为解答关键，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．