Question

将铁与氧化铁的混合物15g加入150mL稀H₂SO₄中，标准状况下放出H₂ 1.68L，同时铁和氧化铁均无剩余，向溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化．
（1）写出所有发生的化学反应方程式，并计算混合物中单质铁的质量．
（2）为了中和过量的H₂SO₄，且使Fe²⁺完全转化成Fe（OH）₂，向反应后溶液中加入NaOH溶液，恰好用去3mol/L的NaOH溶液200mL，则原硫酸的物质的量浓度为多少？

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）向溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化，说明硫酸过量，反应后溶液中铁元素完全转化成亚铁离子，据此写出反应的化学方程式；根据反应方程式计算出混合物中单质铁的质量；
（2）此时溶质为硫酸钠，根据质量守恒计算出原硫酸的物质的量浓度．

解答： 解：（1）由题意可知，反应后的溶液中Fe元素的存在形式为Fe²⁺，
故发生反应有：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
生成氢气的物质的量为：n（H₂）=

1.68L

22.4L/mol

=0.075mol，
与H₂SO₄反应的铁的物质的量为：n（Fe）=n（H₂）=0.075mol，
综合前两个反应方程式可知：与Fe₂（SO₄）₃反应的铁为 n（Fe）ˊ=n[Fe₂（SO₄）₃]=n（Fe₂O₃），
铁与氧化铁的总质量为15g，则：（n（Fe）ˊ+0.075mol）×56g/mol+n（Fe）ˊ×160g/mol=15g，
解得：n（Fe）ˊ=0.05mol，
混合物中铁的物质的量为：n（Fe）=0.075mol+0.05mol=0.125mol，
所以混合物中铁的质量为：m（Fe）=0.125mol×56g/mol=7g，
答：发生反应方程式有：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；混合物中铁的质量为7g；
（2）中和过量的H₂SO₄，且使Fe²⁺完全转化成Fe（OH）₂，反应后的溶液中溶质为Na₂SO₄，
则：n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×3mol/L×0.2L=0.3mol，
原硫酸的浓度为：c（H₂SO₄）=

0.3mol

0.15L

=2mol/L，
答：原硫酸的物质的量浓度为2mol/L．

点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，根据题干信息正确判断发生反应为解答关键，注意质量守恒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．