Question

将3.84g Fe和Fe₂O₃的混合物溶于120mL的盐酸，刚好完全反应，生成0.03mol H₂，若反应后的溶液中无Fe³⁺，且溶液体积不变，试求：
（1）原混合物中Fe₂O₃和Fe的质量分别为多少？
（2）原盐酸的物质的量浓度．

Answer 1

分析：（1）由信息可知混合物溶于酸发生反应为Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，若反应后的溶液中无Fe³⁺，则发生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，然后利用离子方程式计算；
（2）反应后溶液中的溶质为FeCl₂，利用铁原子及氯原子守恒来计算．

解答：解：（1）设原混合物中Fe和Fe₂O₃的物质的量分别为x、y，
由刚好完全反应，生成0.03molH₂，反应后的溶液中无Fe³⁺，
则 Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O         
    y        2y             
  Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺ 
  y   2y           
 Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
（x-y）   （x-y）
则

x-y=0.03mol 56x+160y=3.84

，解得x=0.04mol，y=0.01mol，
故m（Fe）=0.04 mol×56 g?mol^-1=2.24g，
m（Fe₂O₃）=0.01 mol×160 g?mol^-1=1.6g，
故答：原混合物中Fe₂O₃和Fe的质量分别为1.6g、2.24g；
（2）n（HCl）=2n（FeCl₂）=2[n（Fe）+2n（Fe₂O₃）]=2×0.06 mol=0.12 mol，
c（HCl）=

n(HCl)

V[HCl(aq)]

=

0.12mol

0.12L

=1mol/L，
故答：原盐酸的物质的量浓度为1mol/L．

点评：本题考查学生利用化学反应方程式进行简单计算，明确溶液中发生的化学反应是解答本题的关键，并学会利用质量关系、原子守恒等来解答即可．