在15g铁和氧化铁的混合物中加入150ml稀硫酸放出氢气1.68L（标准状况）.当反应停止后,铁和氧化铁均无剩余,且溶液中无三价铁离子存在,为了中和过量硫酸,并使三价铁离子完全转化为氢氧化亚

Question

在15g铁和氧化铁的混合物中加入150ml稀硫酸放出氢气1.68L（标准状况）.当反应停止后,铁和氧化铁均无剩余,且溶液中无三价铁离子存在,为了中和过量硫酸,并使三价铁离子完全转化为氢氧化亚铁沉淀,共消耗3摩尔每升氢氧化钠溶液200ml.1.写出混合物与稀硫酸混合反应所发生的离子方程式.2.混合物中铁和氧化铁各是多少克?3.稀硫酸的物质的量浓度为多少?

Answer 1

硫酸先和混合物中的氧化铁反应,由于氧化铁为非电解质,不能电离出离子,故不能用离子反应方程式.反应式如下：3H2SO4 + Fe2O3 = Fe2(SO4)3 + 3H2O 生成的3价铁离子再与铁发生氧化还原作用,生成2价铁,离子反应式如下：2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 过量的硫酸与过量的铁再发生置换反应,生成亚铁离子和氢气,离子反应式如下：2H+ + Fe = Fe2+ + H2↑ 过量硫酸与铁反应生成氢气,铁的质量是1.68/22.4*56=4.2克 剩余混合物的质量是15-4.2=10.8克 设剩余混合物中铁的质量是x克,则氧化铁的质量是x*160/56克.x+x*160/56=10.8x=2.8 解得剩余混合物中铁的质量是2.8克. 2.8克铁加上被硫酸消耗的铁4.2克,共7克铁,氧化铁的质量为2.8*160/56=8克. 氢氧化钠的总量为3*0.200=0.6摩 15克混合物中铁原子的量为7/56+8/160*2=0.225摩 沉淀为氢氧化亚铁的量也为0.225摩,消耗氢氧化钠的量为氢氧化亚铁的量的2倍,为0.45摩,氢氧化钠剩余的量为0.6-0.45=0.15摩.氢氧化钠剩余的量的一半为中和硫酸的量,为0.075摩.4.2克铁,即0.075摩铁消耗硫酸的量也是0.075摩.8克氧化铁,即0.05摩氧化铁消耗硫酸的量为3倍,为0.15摩硫酸.共消耗硫酸的量为0.075+0.075+0.15=0.3摩.0.3摩的硫酸溶液体积是0.150升,量浓度是0.3/0.150=2摩每升.