Question

4．将7.2gFe和Fe₂O₃的混合物溶于120mL的盐酸，刚好完全反应，生成的H₂体积为2.016L，若向反应后的溶液中滴加KSCN溶液无血红色出现，且溶液体积不变，试求：
（1）原混合物中Fe₂O₃和Fe的质量分别为多少？
（2）原盐酸的物质的量浓度．

Answer 1

分析 混合物与盐酸恰好完全反应，所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现，说明溶液中的溶质为FeCl₂，发生反应：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，设原混合物中Fe和Fe₂O₃的物质的量分别为xmol、ymol，表示出与HCl反应的Fe的物质的量，结合氢气的体积与二者质量之和列方程计算，再根据m=nM计算Fe和Fe₂O₃的质量，根据氯离子守恒参与反应的n（HCl）=2n（FeCl₂），根据Fe元素守恒可知n（FeCl₂）=n（Fe）+2n（Fe₂O₃），再根据c=$\frac{n}{V}$计算HCl的物质的量浓度．

解答 解：（1）生成氢气物质的量为：$\frac{2.016L}{22.4L/mol}$=0.09mol，
设原混合物中Fe和Fe₂O₃的物质的量分别为x、y，则：
Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O  
ymol     2ymol        
  Fe+2 Fe³⁺=3Fe²⁺  
ymol  2ymol           
   Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
（x-y）mol  （x-y）mol
根据题意，得方程：x-y=0.09mol 
56x+160y=7.2g   
联立方程，解得x=0.1mol，y=0.01mol
故m（Fe）=0.1 mol×56 g•mol^-1=5.6g
m（Fe₂O₃）=0.01 mol×160 g•mol^-1=1.6 g
答：原混合物中Fe₂O₃和Fe的质量分别为1.6g和5.6 g；
（2）参与反应的n（HCl）=2n（FeCl₂）=2[n（Fe）+2n（Fe₂O₃）]=2×[0.1mol+2×0.01mol]=0.24 mol
c（HCl）=$\frac{0.24mol}{0.12L}$=2.0 mol/L
答：原盐酸的物质的量浓度为：1.0 mol/L．

点评 本题考查混合物计算、根据反应方程式进行的计算，难度中等，明确溶液中发生的化学反应是解答本题的关键，注意（2）中利用原子守恒等来解答．