Question

有Fe和Fe₂O₃的混合物溶于500ml的稀硝酸中，放出NO22.4L（標況下）并余5.44g Fe，向反應后的溶液中通入20.16LCl₂（標況），恰好能使溶液中的Fe²⁺全部氧化．求：
（1）稀硝酸的物質的量濃度；9.2mol/L    
（2）混合物中Fe的質量分數(shù)．85.6%

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）Fe和Fe₂O₃的混合物與硝酸反應，有Fe剩余，說明硝酸完全反應，且生成Fe（NO₃）₂，通入氯氣恰好能使溶液中的Fe²⁺全部氧化，根據(jù)電子轉移守恒計算n[Fe（NO₃）₂]，根據(jù)N原子守恒有n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO），再根據(jù)c=

n

V

計算；
（2）令參加反應的Fe和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉移守恒可知，F(xiàn)e提供的電子等于硝酸根、鐵離子獲得的電子．最終生成Fe（NO₃）₂，根據(jù)鐵原子守恒可知，n（參加反應Fe原子）=n[Fe（NO₃）₂]，據(jù)此列方程計算，進而計算混合物中Fe的質量分數(shù)．

解答： 解：（1）Fe和Fe₂O₃的混合物與硝酸反應，有Fe剩余，說明硝酸完全反應，且生成Fe（NO₃）₂，通入氯氣恰好能使溶液中的Fe²⁺全部氧化，根據(jù)電子轉移守恒可知，n[Fe（NO₃）₂]=2n（Cl₂）=2×

20.16L

22.4L/mol

=1.8mol，根據(jù)N原子守恒有n（HNO₃）=2n[Fe（NO₃）₂]+n（NO）=1.8mol×2+

22.4L

22.4L/mol

=4.6mol，故稀硝酸的物質的量濃度=

4.6mol

0.5L

=9.2mol/L，
答：稀硝酸的物質的量濃度為9.2mol/L．
（2）令參加反應的Fe和Fe₂O₃的物質的量分別為xmol、ymol，生成NO為

22.4L

22.4L/mol

=1mol，根據(jù)電子轉移守恒可知，F(xiàn)e提供的電子等于硝酸根、鐵離子獲得的電子，則有2x=2y+1×（5-2），最終生成Fe（NO₃）₂，根據(jù)鐵原子守恒可知：x+2y=1.8，聯(lián)立方程解得，x=1.6、y=0.1，
故混合物中Fe的質量為1.6mol×56g/mol+5.44g=95.04g，氧化鐵的質量為0.1mol×160g/mol=16g，
故混合物中Fe的質量分數(shù)=

95.04g

95.04g+16g

×100%=85.6%，
答：混合物中Fe的質量分數(shù)為85.6%．

點評：本題考查混合物的有關計算，題目涉及的反應過程比較復雜，利用過程法比較復雜，注意根據(jù)判斷產物利用守恒思想解答．