Question

在铁和氧化铁的混合物15g中加入150mL稀H2SO4放出氢气1.68L（标准状况）．当反应停止后，铁和氧化铁均无剩余，

Answer 1

解题思路：①铁和氧化铁均无剩余，且溶液中无Fe³⁺存在，反应生成FeSO₄，设Fe、氧化铁的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及电子转移守恒列方程计算解答；

②铁和氧化铁与硫酸反应后溶液中溶质为FeSO₄、H₂SO₄，加入NaOH溶液使铁完全转化成Fe（OH）₂，产生反应后的溶液溶质只有Na₂SO₄，根据硫酸根守恒，则n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄），根据钠离子守恒，则n（Na₂SO₄）=[1/2]n（NaOH），据此计算出原硫酸溶液中硫酸的物质的量，进而计算硫酸的物质的量浓度．

①铁和氧化铁与硫酸反应均无剩余，且溶液中无Fe³⁺存在，反应生成FeSO₄，生成氢气为[1.68L/22.4L/mol]=0.075mol，

设Fe、氧化铁的物质的量分别为xmol、ymol，则：

根据二者质量，可得：56x+160y=15

根据电子转移守恒，可得：2x=2y+0.075×2

联立方程，解得x=0.125 y=0.05

故m（Fe）=0.125mol×56g/mol=7g，m（Fe₂O₃）=0.05mol×160g/mol=8g，

答：混合物中铁为7g、氧化铁为8g；

②铁和氧化铁与硫酸反应后溶液中溶质为FeSO₄、H₂SO₄，加入NaOH溶液使铁完全转化成Fe（OH）₂，产生反应后的溶液溶质只有Na₂SO₄，根据硫酸根守恒，则n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄），根据钠离子守恒，则n（Na₂SO₄）=[1/2]n（NaOH）=[1/2]×3mol/L×0.2L=0.3mol，c（H₂SO₄）=[0.3mol/0.15L]=2mol/L，

答：稀H₂SO₄的物质的量浓度为2mol/L．

点评：

本题考点： 有关混合物反应的计算．

考点点评： 本题考查混合物计算，清楚发生的反应是解题关键，注意利用守恒思想计算，侧重考查学生分析思维能力的考查，难度中等．