Question

11．3.84g Fe和Fe₂O₃的混合物溶于100mL某浓度的盐酸中，恰好使混合物溶解，生成0.03mol H₂，向反应后的溶液中加入KSCN检验，溶液无明显现象，设HCl无挥发，反应后溶液的体积不变．（已知：氧化性Fe³⁺＞H⁺，还原性Fe＞Cl^-）
（1）求标准状况下生成氢气的体积？
（2）求反应后Cl^-的物质的量浓度？

Answer 1

分析 （1）生成0.03mol H₂，结合V=nVm计算；
（2）向反应后的溶液中加入KSCN检验，溶液无明显现象，则反应后溶液不含铁离子，发生Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、2FeCl₃+Fe=3FeCl₂、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，结合反应及c=$\frac{n}{V}$计算．

解答 解：（1）生成0.03mol H₂，V=0.3mol×22.4L/mol=0.672 L或672 mL，
答：标准状况下生成氢气的体积为0.672 L或672 mL；
（2）设Fe为x mol，Fe₂O₃为y mol，
由于反应后的溶液中加入KSCN检验，溶液无明显现象，则说明FeCl₃完全反应，溶液中只生成FeCl₂，
反应的方程式分别为Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、2FeCl₃+Fe=3FeCl₂、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，
Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
y                      2y
2FeCl₃+Fe=3FeCl₂
2y        y        3y
    Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（x-y）     （x-y）    0.03
则$\left\{\begin{array}{l}{x-y=0.03}\\{56x+160y=3.84}\end{array}\right.$
解得：x=0.04 mol、y=0.01 mol，
则FeCl₂的总物质的量为3y+（x-y）=0.06 mol，
Cl^-的浓度为$\frac{0.06mol×2}{0.1L}$=1.2 mol/L，
答：反应后Cl^-的物质的量浓度为1.2mol/L．

点评 本题考查混合物的计算，为高频考点，把握发生的反应、物质的量关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意反应后不含铁离子及原子守恒应用，题目难度不大．