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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.

时间:2019-05-23 00:26:48

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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.

问题补充:

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.

答案:

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.

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.

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