Question

【題目】向 Fe 和 Fe2O3 組成的 3.84g 混合物中加入 120mL 某濃度的鹽酸，恰好完全反應，生成 672mL H2（標準狀況下）；向反應后的溶液中滴加幾滴 KSCN 溶液，溶液無明顯變化。（結果保留三位有效數字）

（1）原混合物中Fe 的質量為____________g.

（2）所用鹽酸的物質的量濃度為____________mol/L.

Answer 1

【答案】2.24 1.00

【解析】

混合物與鹽酸恰好完全反應,所得溶液中加入KSCN溶液,無血紅色出現,說明溶液中的溶質為FeCl2,發生反應:Fe2H+=Fe2+H2、Fe2O36H+=2Fe3+3H2O、Fe2Fe3+=3Fe2+,設原混合物中Fe和Fe2O3的物質的量分別為xmol、ymol，結合氫氣的體積與二者質量之和列方程計算,再根據m=nM計算Fe和Fe2O3的質量,根據氯離子守恒參與反應的n(HCl)=2n(FeCl2),根據Fe元素守恒可以知道n(FeCl2)=n(Fe)2n(Fe2O3),再根據c=n/V計算HCl的物質的量濃度。

(1)生成氫氣物質的量為：=0.03mol,設原混合物中Fe和Fe2O3的物質的量分別為x、y,則：

Fe2O36H+=2Fe3+3H2O

ymol 2ymol

Fe2Fe3+=3Fe2+

ymol 2ymol

Fe2H+=Fe2+H2

(x-y)mol (x-y)mol

根據題意得方程：x-y=0.03mol,56x160y=3.84g，聯立方程計算得：x=0.04mol 、y=0.01mol,故m(Fe)=0.04mol56g/mol=2.24g， m(Fe2O3)=0.01mol160g/mol=1.6g

本題答案為：2.24。

(2)參加反應的鹽酸有下列關系：n(HCl)=2n(FeCl2)=2[n(Fe)2n(Fe2O3)]=2[0.04mol20.01mol]=0.12mol,c(HCl)==1.00mol/L ；

本題答案為：1.00.