Question

在15g铁和氧化铁的混合物中加入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）混合物中铁的质量为        g   

（2）稀H₂SO₄的物质的量浓度为         mol·L^-1

Answer

（1）7（2） 2

【解析】

试题分析：（1）铁和氧化铁与硫酸反应均无剩余，且溶液中无Fe3+存在，反应生成FeSO4，生成氢气为=0.075mol，
设Fe、氧化铁的物质的量分别为xmol、ymol，则：
根据二者质量，可得：56x+160y=15
根据电子转移守恒，可得：2x=2y+0.075×2
联立方程，解得x=0.125，y=0.05
故m(Fe)=0.125mol×56g/mol=7g；
（2）铁和氧化铁与硫酸反应后溶液中溶质为FeSO4、H2SO4，加入NaOH使Fe2+完全转化为Fe(OH)2沉淀，产生反应后的溶液溶质只有Na2SO4，根据硫酸根守恒则n(H2SO4)=n(Na2SO4)，根据钠离子守恒则n(Na2SO4)=n(NaOH)=×3mol/L×0.2L=0.3mol，c(H2SO4)==2mol/L。

【考点定位】考查混合物计算

【名师点晴】清楚发生的反应是解题关键；铁和氧化铁均无剩余，且溶液中无Fe3+存在，反应生成FeSO4，设Fe、氧化铁的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及电子转移守恒列方程计算即可解答；铁和氧化铁与硫酸反应后溶液中溶质为FeSO4、H2SO4，加入NaOH使Fe2+完全转化为Fe(OH)2沉淀，产生反应后的溶液溶质只有Na2SO4，根据硫酸根守恒则n(H2SO4)=n(Na2SO4)，根据钠离子守恒则n(Na2SO4)= n(NaOH)，进而计算硫酸的物质的量浓度；据此分析作答。