Question

13．将6g 铁粉加入200mL Fe₂（SO₄）₃和H₂SO₄的混合溶液中，充分反应得到200mL A0.5mol/L FeSO₄溶液和0.896L的气体．试计算：
（1）反应消耗铁的质量；   
（2）原Fe₂（SO₄）₃溶液的物质的量浓度．

Answer 1

分析 因氧化性Fe³⁺＞H⁺，则加入铁粉，先发生Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄，0.896L的气体是氢气，则后发生Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，然后根据化学反应方程式即可计算．

解答 解：溶液中含有Fe²⁺：0.5mol•L^-1×0.2L=0.1mol＜$\frac{6g}{56g/mol}$，
∴6g铁粉过量，设与Fe₂（SO₄）₃反应消耗铁的物质的量为x，生成氢气消耗铁的物质的量为y，
Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄
1mol  1mol     3mol
xmol   xmol   3xmol
Fe+H₂SO₄ =FeSO₄+H₂↑，
1mol 1mol 1mol 1mol
ymol ymol ymol ymol
所以$\left\{\begin{array}{l}{3x+y=0.1mol}\\{y=\frac{0.896L}{22.4L/mol}}\end{array}\right.$，解之得：$\left\{\begin{array}{l}{y=0.04}\\{x=0.02}\end{array}\right.$，所以消耗铁为：x+y=0.04+0.02=0.06mol，质量为0.06mol×56g/mol=3.36g，Fe₂（SO₄）₃溶液的物质的量浓度为：$\frac{0.02mol}{0.2L}$=10mol/L，
答：（1）反应消耗铁的质量是3.36g；
（2）原Fe₂（SO₄）₃溶液的物质的量浓度为10mol/L．

点评 本题考查学生利用化学反应方程式的计算，明确氧化性的强弱、反应的先后顺序是解答本题的关键．