Question

在铁和氧化铁的混合物15g中加入150mL稀H₂SO₄放出氢气1.68L(标准状况)。当反应停止后，铁和氧化铁均无剩余，且溶液中无Fe³⁺存在。为了中和过量H₂SO₄，并使Fe²⁺完全转化为Fe(OH)₂沉淀，共耗用3 mol/L NaOH溶液200mL。求：
①混合物中铁和氧化铁各多少克?
②稀H₂SO₄的物质的量浓度为多少?

Answer 1

（1）混合物中铁是7g，氧化铁是8g。（2）稀H₂SO₄的物质的量浓度为2 mol·L^-1。

（1）设铁和氧化铁的物质的量分别为x和y，则
x×56g/mol+y×160 g/mol＝15g……………①
由得失电子守恒得，x×2＝y×2+1.68L/22.4L/mol×2……………②
解得：x＝0.25mol, y＝0.05mol.即m(Fe)＝0.25mol×56g/mol＝7g, m(Fe₂O₃)＝0.05mo l×160g/mol＝8g
（2）在铁和氧化铁的混合物中加入稀H₂SO₄反应停止后，溶液中的溶质主要是H₂SO₄和FeSO₄。
由电荷守恒知：硫酸中的硫酸根离子最后完全和钠离子结合在一起。
n(H₂SO₄)＝1/2×3 mol/L×0.2L＝0.3mol
c(H₂SO₄)＝0.3 mol/0.15L＝2 mol·L^-1