Question

11．将28.8g铁和硫化亚铁的混合物与足量的稀H₂SO₄充分反应，使生成的气体完全燃烧，将燃烧后的生成物通入盛浓H₂SO₄的洗气瓶，结果洗气瓶增重7.2g．已知：FeS+H₂SO₄→H₂S↑+FeSO₄
求：
（1）混合物中铁和硫化亚铁各几克？
（2）把最后所得溶液稀释到500ml，求此溶液中FeSO₄的物质的量浓度．

Answer 1

分析 铁和硫化亚铁的混合物与足量的稀H₂SO₄充分反应，分别发生Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、FeS+H₂SO₄=H₂S↑+FeSO₄，生成的气体为H₂、H₂S，由关系式H₂～H₂O、H₂S～H₂O可知生成水的物质的量等于H₂、H₂S之和，可知Fe、FeS的物质的量，结合质量可计算混合物中铁和硫化亚铁的质量，进而计算生成FeSO₄的物质的量浓度．

解答 解：（1）铁和硫化亚铁的混合物与足量的稀H₂SO₄充分反应，分别发生Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、FeS+H₂SO₄=H₂S↑+FeSO₄，生成的气体为H₂、H₂S，由关系式H₂～H₂O、H₂S～H₂O可知生成水的物质的量等于H₂、H₂S之和，将燃烧后的生成物通入盛浓H₂SO₄的洗气瓶，结果洗气瓶增重7.2g，
可知n（H₂）+n（H₂S）=n（H₂O）=$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，
则n（Fe）+n（FeS）=0.4mol，
设Fe为xmol，FeS为ymol，
则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.4}\\{56x+88y=28.8}\end{array}\right.$，
x=0.2，y=0.2，
m（Fe）=0.2mol×56g/mol=11.2g，m（FeS）=0.2mol×88g/mol=17.6g，
答：混合物中铁和硫化亚铁各为11.2g、17.6g；
（2）n（FeSO₄）=n（Fe）+n（FeS）=0.4mol，把最后所得溶液稀释到500mL，c（FeSO₄）=$\frac{0.4mol}{0.5L}$=0.8mol/L，
答：此溶液中FeSO₄的物质的量浓度为0.8mol/L．

点评 本题考查混合物计算、根据方程式计算，为高频考点，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意Fe、FeS在反应中发生与硫酸反应，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．