Question

6．向铁和氧化铁的混合物中加入480ml 0.250mol•L^-1稀盐酸后恰好完全溶解，得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，并收集到672ml氢气（标准状况下测定）．回答下列问题；
（1）实验室欲用浓度为10.0mol•L^-1的浓盐酸配制480ml 0.250mol•L^-1的稀盐酸，则需要取上述浓盐酸12.5ml．
（2）原混合物中单质铁的质量为2.24g．

Answer 1

分析 铁粉和氧化铁的混合物与稀盐酸恰好完全反应，当固体粉末完全溶解时，收集到标况下的H₂672ml物质的量为：$\frac{672×0.001}{22.4}$=0.03mol，得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，说明最终得到氯化亚铁，发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，根据铁和盐酸反应方程式知，生成0.03mol氢气需要盐酸的物质的量为0.06mol，根据铁守恒，氧守恒及可以求单质铁的质量，由此分析解答．

解答 解：（1）浓盐酸配制480ml，应选用500ml的容量瓶，根据溶质的物质的量守恒可得：500ml×0.250mol•L^-1=10.0mol•L^-1V，解之得V=12.5mL，故答案为：12.5； 
（2）得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，所以最后得到单一溶液氯化亚铁，则氯化亚铁的物质的量为：$\frac{0.48×0.25}{2}$=0.06mol，盐酸中的氢离子一部分与氧化铁中的氧结合成水，还有一部分生成氢气，根氧守恒可知：Fe₂O₃～3H₂O～6HCl，
                                                                               1mol               6mol
                                                                               n（Fe₂O₃）        0.48×0.25-0.03×2
 解之得：n（Fe₂O₃）=0.01mol，所以单质铁的物质的量为：0.06mol-0.01mol×2=0.04mol，则单质铁的质量为：0.04mol×56g/mol=2.24g，故答案为：2.24．

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．