Question

某铁粉被部分氧化为氧化铁，称取6.68g样品投入150ml某浓度的稀硫酸中，...

某铁粉被部分氧化为氧化铁，称取6.68g样品投入150ml某浓度的稀硫酸中，充分反应后铁粉全部溶解，收集到2.24L(S.T.P)氢气，经检验，溶液遇KSCN溶液不显红色，欲使溶液中的金属离子恰好全部转化为沉淀，消耗3mol/L氢氧化钠溶液200ml。求⑴此稀硫酸物质的量浓度 ⑵样品中氧化铁的物质的量⑶此样品中铁粉的质量分数

Answer 1

设硫酸浓度为c,氧化铁物质的量为x,因为KSCN不显红色，说明不含Fe3+离子 加入硫酸后反应依次为
（1）Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O （2） Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
1 3 1 1 1 3
x 3x x x x 3x
（3）H2SO4+Fe=FeSO4+H2 铁粉全部溶解，酸过量，加入NaOH后，先发生中和反应
1 1 1 1
0.1 0.1 ← 0.1← 2.24/22.4=0.1mol
（4）2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 然后（5） FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4
2 1 1 2 1
0.3c-0.2-6x ←0.15c-0.1-3x 0.1+3x 3*0.2-(0.3c-0.2-6x)
以上数据根据离子物料衡算推出（按箭头所示），单位均为mol 由（5）式中的关系可计算出
c=2mol/L 因为m(Fe)+m(Fe2O3)=6.68 样品中Fe2O3物质的量为x, Fe物质的量为x+0.1
所以56*（x+0.1）+160x=6.68g 算得x=0.005mol
所以m(Fe)=6.68-0.005*160=5.88g 即铁粉质量分数=5.88/6.68=88.024%
综上⑴此稀硫酸物质的量浓度2mol/L
⑵样品中氧化铁的物质的量0.005mol
⑶此样品中铁粉的质量分数88.024%