含有SiO2杂质的赤铁矿(主要成分Fe2O3)粉末10g和50mL?H2SO4溶液充分反应后,再加入5.04g铁粉,这时能产生氢气448mL(标况),反应后余铁粉1.

发布时间:2020-08-07 06:16:38

含有SiO2杂质的赤铁矿(主要成分Fe2O3)粉末10g和50mL?H2SO4溶液充分反应后,再加入5.04g铁粉,这时能产生氢气448mL(标况),反应后余铁粉1.12g.求:
(1)赤铁矿中铁的质量分数.
(2)H2SO4的物质的量浓度.

网友回答

解:(1)反应的溶液中加入铁粉,生成氢气,说明赤铁矿与硫酸反应后硫酸有剩余,生成氢气的物质的量==0.02mol,则:
???? Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
0.02mol 0.02mol??? 0.02mol
与铁离子反应的铁粉的物质的量=-0.02mol=0.05mol,则:
??? 2Fe3++Fe=3Fe2+,
0.1mol?? 0.05mol
根据铁元素守恒可知,赤铁矿中铁元素的质量=0.1mol×56g/mol=5.6g,
故赤铁矿中铁元素的质量分数=×100%=56%,
答:赤铁矿中铁元素的质量分数为56%.
(2)反应后的溶液为硫酸亚铁溶液,根据铁原子守恒可知n(Fe2+)=n(Fe3+)+n反应(Fe)=0.1mol+=0.17mol,根据电荷守恒n(SO42-)=n(Fe2+)=0.17mol,
故原硫酸溶液物质的量浓度==3.4mol/L,
答:原硫酸溶液物质的量浓度为3.4mol/L.
解析分析:(1)反应的溶液中加入铁粉,生成氢气,说明赤铁矿与硫酸反应后硫酸有剩余,根据氢气的体积计算剩余硫酸的物质的量、与剩余硫酸反应的铁的物质的量,进而计算与铁离子反应的Fe粉的物质的量,根据Fe与铁离子反应方程式计算溶液中n(Fe3+),根据铁元素守恒结合m=nM计算赤铁矿中铁元素的质量,再根据质量分数定义计算;
(2)反应后的溶液为硫酸亚铁溶液,根据铁原子守恒可知n(Fe2+)=n(Fe3+)=Fe2O3)+n反应(Fe),根据电荷守恒n(SO42-)=n(Fe2+),再根据c=计算.

点评:本题考查混合物的有关计算,难度中等,清楚发生的反应是解题的关键,注意(2)中根据守恒思想进行的计算,可以根据方程式直接计算.
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