解题思路:铁粉和氧化铁的混合物与稀硫酸恰好完全反应,当固体粉末完全溶解时,收集到标况下的H22.24L,当向溶液中滴几滴KSCN溶液时,溶液不显红色,说明最终得到硫酸亚铁,发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+,根据铁和稀硫酸反应方程式知,生成0.1mol氢气需要铁的物质的量为0.1mol,设铁的物质的量为x,氧化铁的物质的量为y,根据转移电子守恒及二者质量列方程解答,
①m(Fe2O3)=n(Fe2O3).M(Fe2O3),进而计算其质量分数;
②根据原子守恒得n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)+2n(Fe2O3),再根据c=[n/V]计算.
氢气的物质的量=[2.24L/22.4L/mol]=0.1mol,
将铁通入稀硫酸中发生的离子反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+,根据铁和稀硫酸反应方程式知,生成0.1mol氢气需要铁的物质的量为0.1mol,设铁的物质的量为xmol,氧化铁的物质的量为ymol,根据转移电子守恒及质量守恒,可得:
56x+160y=27.2
2(x−0.1)=2y(3−2),解得x=0.2、y=0.1,
①m(Fe2O3)=n(Fe2O3).M(Fe2O3)=0.1mol×160g/mol=16g,故氧化铁的质量分数=[16g/27.2g]×100%=58.8%,
答:样品中氧化铁的质量分数为58.8%.
②根据原子守恒得n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)+2n(Fe2O3)=0.2mol+0.2mol=0.4mol,故原硫酸的物质的量浓度=[0.4mol/0.2L]=2mol/L,
答:所加硫酸的物质的量浓度是2mol/L.
点评:
本题考点: 有关混合物反应的计算.
考点点评: 本题考查了混合物的计算,明确发生的反应是解本题关键,注意根据守恒思想进行计算,难度中等.