Question

9．在由Fe₃O₄和 Fe组成的6.88g固体混合物中加入稀硫酸，当加入50mL 2mol/LH₂SO₄时，恰好使固体完全溶解，并放出一定量气体．在所得溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色．则下列说法正确的是（　　）

• A． 混合物中Fe的物质的量为0.03mol
• B． 混合物中Fe₃O₄的物质的量为0.01mol
• C． 反应中产生的气体在标准状况下的体积为448mL
• D． 若用足量的CO在高温下与相同质量的上述固体混合物反应，最终能得到7.2g铁

Answer 1

分析 向Fe₃O₄和 Fe的固体混合物6.88g中 加入50ml 2 mol•L^-1H₂SO₄，恰好完全反应，所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现，说明溶液中的溶质为FeSO₄，发生反应：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，设原混合物中Fe和Fe₃O₄的物质的量分别为xmol、ymol，根据混合物的质量和消耗的硫酸的物质的量，结合Fe元素守恒，联立方程计算，根据计算结构对各选项进行判断．

解答 解：设原混合物中Fe和Fe₃O₄的物质的量分别为xmol、ymol
混合物与H₂SO₄恰好完全反应，所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现，说明溶液中的溶质为FeSO₄，
则n（Fe²⁺）=n（H₂SO₄）=0.05L×2 mol•L^-1=0.1mol，
由Fe元素守恒得：x+3y=0.1mol、56x+232y=6.88g，
解得：x=0.04mol、y=0.02mol，
即：混合物中Fe₃O₄和 Fe的物质的量分别为0.02mol、0.04mol；
A．混合物中Fe的物质的量为0.04mol，故A错误；
B．混合物中Fe₃O₄的物质的量为0.02mol，故B错误；
C．Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、
   0.02       0.04mol
    Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
0.02mol  0.04mol，
生成氢气消耗铁的物质的量为：0.04mol-0.02mol=0.02mol，根据反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑可知生成氢气的物质的量为0.02mol，标况下氢气体积为：V（H₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，故C正确；
D．根据铁元素守恒，原混合物中总共含有0.1mol铁元素，则用足量的CO在高温下与相同质量的上述固体混合物反应，最终能得到0.1mol铁，质量为：56g/mol×0.1mol=5.6g，故D错误；
故选C．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，利用元素守恒判断铁的物质的量是解题关键，注意守恒思想的运用和三价铁离子的检验方法．