Question

在铁和氧化铁的混合物15g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

在铁和氧化铁的混合物15g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：原稀h2so4的物质的量浓度为多少?

Answer 1

解法一：
从Fe+H2SO4=FeSO4+H2 方程式可以算出和硫酸生成1.68LH2的铁为0.075mol，则4.2g
剩下15-4.2=10.8g混合物发生如下反应
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+
系数（Fe3+）：Fe=2：1，又因为Fe2O3有2个Fe，所以剩余混合物中Fe2O3和Fe的物质的量应该为1：1 ，可以算出各为0.05mol，则m(Fe2O3)=8g,m(Fe)=4.2+2.8=7g
加入NaOH溶液发生以下反应
Fe2++2OH-=Fe(OH)2 H++OH-=H2O
可以得到与NaOH反应的硫酸的物质的量为0.075mol，再加上和Fe,Fe2O3反应的硫酸的物质的量，总原硫酸的物质的量为0.075+0.15+0.075=0.3mol
所以原稀H2SO4的物质的量浓度为0.3/0.15=2mol/L
解法二：
因为反应后溶液中无fe3+存在，且固体没有剩余，则全都是以Fe2+的形式存在
Fe2++2OH-=Fe(OH)2 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
n(Fe2+):n(NaOH)=n(H2SO4):n(NaOH)=1:2
所以可得原硫酸的物质的量为3*0.2/2=0.3mol
所以原稀H2SO4的物质的量浓度为0.3/0.15=2mol/L