Question

將17.6gFe₂O₃和Cu的混合物溶解于足量的稀鹽酸中，再加鐵粉9.8g，待鐵粉消失后溶液中無Fe³⁺，此過程共收集2.24L氫氣（標(biāo)況），則氧化鐵的質(zhì)量為多少？

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：Fe₂O₃和Cu的混合物溶解于足量的稀鹽酸中，發(fā)生反應(yīng)：6H⁺+2Fe₂O₃=2Fe³⁺+3H₂O，Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，得到氯化鐵和氯化銅、鹽酸的混合溶液，三價鐵離子的氧化性強于銅離子，加入鐵粉后依次發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，F(xiàn)e+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，F(xiàn)e+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，依據(jù)反應(yīng)過程中得失電子守恒，鐵失去的電子數(shù)等于三價鐵和氫離子得到的電子總數(shù)，據(jù)此分析計算．

解答： 解：根據(jù)題意知Fe₂O₃和Cu的混合物溶解于足量的稀鹽酸中，發(fā)生反應(yīng)：6H⁺+2Fe₂O₃=2Fe³⁺+3H₂O，Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，得到氯化鐵和氯化銅、鹽酸的混合溶液，三價鐵離子的氧化性強于銅離子，加入鐵粉后依次發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，F(xiàn)e+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，F(xiàn)e+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
鐵粉9.8克，物質(zhì)的量為：

9.8g

56g/mol

=0.175mol，鐵粉在反應(yīng)中均生產(chǎn)二價鐵離子，所以共失去電子物質(zhì)的量為0.175mol×2=0.35mol，
鹽酸與鐵反應(yīng)生成標(biāo)況下2.24L氫氣，得到的電子數(shù)為：

2.24L

22.4L/mol

×2=0.2mol，
設(shè)為xmolFe₂O₃，則Fe³⁺為2xmol，轉(zhuǎn)化為Fe²⁺共得到2xmol電子，
根據(jù)得失電子守恒得：0.35mol=0.2mol+2xmol，解得x=0.075mol，則m（Fe₂O₃）=nM=0.075mol×160g/mol=12g，
答：氧化鐵的質(zhì)量為12g．

點評：本題考查了鐵及其氧化物和Cu、HCl之間的反應(yīng)，題目難度中等，注意把握物質(zhì)混合時發(fā)生的反應(yīng)，利用氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目守恒的規(guī)律可以解答本題．