Question

mg铁与一定量水蒸气在高温条件下充分反应，测得生成氢气8.96L，将所得固体混合物完全溶解于足量盐酸，又放出氢气2.24L（气体体积均己折算为标况下），向所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。计算：

（1）铁与水蒸气反应时生成的氧化产物质量是多少？（2）最初所用铁粉的质量是多少？

Answer

（1）23.2g（2） 28g

【解析】

试题分析：Fe与水蒸气早高温下发生反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑。根据方程式可知镁反应产生1mol Fe3O4，会反应产生4mol氢气，现在反应产生氢气的物质的量是n(H2)= 8.96L÷22.4L/mol=0.4mol，则产生Fe3O4的物质的量是0.1mol，其质量是m(Fe3O4)=0.1mol×232g/mol=23.2g；将所得固体混合物完全溶解于足量盐酸，会发生反应：Fe3O4＋8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O；2FeCl3+Fe=3 FeCl2；2HCl+ Fe =FeCl2+H2↑。又放出氢气2.24L，根据方程式可知n(Fe)=n(H2)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，0.1mol Fe3O4含有0.3molFe，其余盐酸发生反应产生FeCl2时反应消耗0.1molFe，因此最初所用铁粉的物质的量是n(Fe)=0.3mol+0.1mol+0.1mol=0.5mol，其质量是m(Fe)=0.5mol×56g/mol=28g。

【考点定位】考查物质的量在化学反应方程式计算的应用的知识。

【名师点睛】炽热的铁与水蒸气发生反应产生四氧化三铁和氢气，根据反应方程式中氧化物与氢气的物质的量关系，可根据氢气的物质的量计算出四氧化三铁的物质的量及质量。Fe3O4是特殊氧化物，可表示为Fe2O3·FeO，当加入盐酸中时会反应产生氯化铁、氯化亚铁和水，物质的氧化性：FeCl3>HCl，因此在所得固体中加入足量盐酸，首先发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2，当FeCl3反应完全后然后会再发生反应：2HCl+Fe=FeCl2+H2↑。可根据反应产生四氧化三铁的物质的量及产生的氢气的物质的量确定与水蒸气反应得到固体又消耗的铁的物质的量，利用铁元素守恒，就可确定原铁粉的物质的量及质量。掌握物质的性质及反应的先后是本题解答的关键。