Question

18．由铁红、铁粉和氧化亚铁组成的混合物中加入300mL1mol•L^-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出672mL气体（标准状态），往得到的溶液中加入硫氰化钾溶液不显红色，则下列判断中不正确的是（　　）

• A． 混合物中铁单质物质的量的范围：0.03 mol＜n（Fe）＜0.07 mol
• B． 往得到的溶液中加入NaOH溶液现象为白色沉淀转化为灰绿色最后变为红褐色
• C． n（Fe）＜n（Fe₂O₃）
• D． 反应后所得溶液中的Fe²⁺与Cl^-的物质的量之比为1：2

Answer 1

分析 盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无不显红色，说明反应后的溶液为FeCl₂溶液，Fe发生反应：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，Fe+Fe₂O₃+6HCl=3FeCl₂+3H₂O，标况下生成672mL氢气，其物质的量为：$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，则反应生成氢气时消耗的Fe为0.03mol、消耗的HCl为0.03mol×2=0.06mol．由Fe原子、Cl原子守恒可知，n（Fe元素）=n（FeCl₂）=$\frac{1}{2}$n（HCl）=$\frac{1}{2}$×0.3L×1mol/L=0.15mol．
A．混合物只有Fe、Fe₂O₃时，Fe的物质的量达极大值，只有Fe、FeO时，Fe的物质的量达极小值；
B．最后得到的为FeCl₂溶液，加入NaOH溶液开始生成氢氧化亚铁，然后氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁；
C．由方程式Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑、Fe+Fe₂O₃+6HCl=3FeCl₂+3H₂O判断；
D．最后得到的为FeCl₂溶液．

解答 解：盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无不显红色，说明反应后的溶液为FeCl₂溶液，Fe发生反应：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，Fe+Fe₂O₃+6HCl=3FeCl₂+3H₂O，标况下生成672mL氢气，其物质的量为：$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，则反应生成氢气时消耗的Fe为0.03mol、消耗的HCl为0.03mol×2=0.06mol．由Fe原子、Cl原子守恒可知，n（Fe元素）=n（FeCl₂）=$\frac{1}{2}$n（HCl）=$\frac{1}{2}$×0.3L×1mol/L=0.15mol．
A．混合物只有Fe、Fe₂O₃时，Fe的物质的量达极大值，由Fe元素守恒可知，混合物中n（Fe）=0.03mol+（0.15mol-0.03mol）×$\frac{1}{3}$=0.07mol，混合物只有Fe、FeO时，Fe的物质的量达极小值，混合物中n（Fe）=0.03mol，故混合物中铁单质物质的量的范围：0.03 mol＜n（Fe）＜0.07 mol，故A正确；
B．最后得到的为FeCl₂溶液，加入NaOH溶液开始生成氢氧化亚铁，然后氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，象为白色沉淀转化为灰绿色最后变为红褐色，故B正确；
C．由方程式Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑、Fe+Fe₂O₃+6HCl=3FeCl₂+3H₂O，可知n（Fe）＞n（Fe₂O₃），故C错误；
D．最后得到的为FeCl₂溶液，溶液中的Fe²⁺与Cl^-的物质的量之比为1：2，故D正确；
故选C．

点评 本题考查混合物的计算，题目难度中等，关键是明确发生的反应，注意掌握极端法在化学计算中的应用，试题培养学生的分析理解能力及化学计算能力．