Question

钢铁生锈的过程十分复杂，已知某铁锈含有Fe₂O₃?nH₂O（n≤1），还可能有Fe（OH）₃和FeCO₃．某学习小组做了以下实验：
①取12.574g铁锈隔绝空气加热至恒重，得到固体10.528g．
②另取6.287g铁锈，在205.00mL 1.000mol/L的稀硝酸中恰好完全溶解，产生NO气体89.60mL（标准状况）．
（1）根据实验①，铁锈中是否只含Fe₂O₃?nH₂O？试通过计算回答．
（2）根据实验②，能否确定铁锈中含有FeCO₃？理由是什么？
（3）若n=0.8，试通过计算确定6.287g铁锈的成分以及它们的物质的量．

Answer 1

解：（1）若只含Fe₂O₃?nH₂O，则水的质量为12.574g-10.528g=2.046g，则n（Fe₂O₃）：n（H₂O）=：=1：1.72，n＞1，不合题意，
答：否；若只含Fe₂O₃?nH₂O，则Fe₂O₃与H₂O的物质的量之比为：=1：1.72，n＞1，不合题意；
（2）在205.00mL 1.000mol/L的稀硝酸中恰好完全溶解，产生NO气体，说明硝酸被还原，混合物中只有FeCO₃具有还原性，则一定含有FeCO₃，
答：有，因为只有FeCO₃显还原性；
（3）设6.287g铁锈中含有x molFe₂O₃?0.8H₂O，y molFe（OH）₃，z molFeCO₃，
取12.574g铁锈隔绝空气加热至恒重，得到固体10.528g，则取6.287g铁锈隔绝空气加热至恒重，得到固体质量为g=5.264g，
在205.00mL 1.000mol/L的稀硝酸中恰好完全溶解，产生NO气体89.60mL，n（NO）==0.004mol，则硝酸得到电子0.004mol×（5-2）=0.012mol，
根据得失电子数目相等可知n（FeCO₃）=0.012mol，
加热时发生：Fe₂O₃?0.8H₂OFe₂O₃+0.8H₂O，2Fe（OH）₃Fe₂O₃+3H₂O，FeCO₃FeO+CO₂↑，
则有
解得：x=0.025，y=0.005，
6.287g铁锈的成分以及它们的物质的量分别是Fe₂O₃?0.8H₂O：0.025 mol；Fe（OH）₃：0.005 mol；FeCO₃：0.012mol，
答：Fe₂O₃?0.8H₂O：0.025 mol；Fe（OH）₃：0.005 mol；FeCO₃：0.012mol．
分析：（1）若只含Fe₂O₃?nH₂O，则水的质量为12.574g-10.528g=2.046g，根据Fe₂O₃与H₂O的物质的量之比判断；
（2）FeCO₃具有还原性；
（3）根据质量变化和生成NO的物质的量列式计算．
点评：本题考查混合物的计算，注意结合对应物质的性质从守恒的角度列式计算，题目难度中等．