Question

请教一道化学题。不难的。

有一铁粉与三氧化二铁的混合物，质量为19.2克，将其完全溶解在150mL的稀硫酸中，并收集到3.36L标准规状况下的H2（氢气），向所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。
试求：1）原混合物中Fe 的质量。
2）所用稀硫酸的浓度。
（这个计算题需要过程。谢谢大家！）解答详细有追加哦。

Answer 1

先来分析一下:向所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。说明最后溶液中没有三价铁离子，也就是说最后溶液中铁只是以二价亚铁离子存在（既硫酸亚铁）。又因为三价铁离子氧化性大于氢离子，故根据优先律铁应该先与三价铁离子反应再与硫酸反应。这也可以解释上述现象。所以在这里面可以看着发生三个反应：
1）：Fe2O3 + 3H2SO4 =Fe2(SO4)3 +3H2O
2): Fe + Fe2(SO4)3 =3FeSO4
3): Fe + H2SO4=FeSO4 +H2
解：1） 设Fe2O3 为X mol 则Fe2(SO4)3也为X mol 因此与之反应（第二个反应）的 Fe 也为X mol 。根据第三个反应生成氢气的量可知发生该反应虽Fe 0。15mol。 因此 （0。15+X）*56 + 160X =19。2 得X=0。05mol 所以Fe 共（0。15+0。05）*56=11。2克
2）因为最终溶液中全为FeSO4，其中 Fe离子共有0。3mol（单质铁提供0。2摩，氧化铁提供0。1摩）根据电荷守恒可知硫酸根离子0。3摩，而硫酸根离子是有硫酸提供的，所以硫酸为0。3摩。所以其浓度为0。3mol/0。15L =2mol/L
(不过这题最好说明硫酸恰好反应，否则别人会钻空子说万一硫酸有剩余呢）

Answer 2

分两步考虑，加入KSCN溶液，无明显变化说明已无铁三价离子，即，铁粉一部分用于产生氢气，一部分用于还原铁三价离子，
可由氢气计算出铁为8。4克，再根椐一MOL的铁还原一MOL的三氧化二铁，即19。2-8。4=10。8中，铁的MOL数与三氧化二铁的MOL数相同，可设方程解得
56X+160X=10。8
解得X=0。05以综上，Fe的质量为11。2克
第二问可以根椐铁二价离子与硫酸根离子的对应关系，直接求得一个稀硫酸的至少所需的浓度值，0。2MOL的由铁粉所得铁二离子及0。1MOL由三氧化二铁所得的铁二离子，即，稀硫酸的浓度至少要为2MOL/L

Answer 3

与酸反应的Fe=0.15mol,m=8.4g(这个不需要什么步骤八？）
所以剩余混合物质量19.2-8.4=10.8g
因为向所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，即所有铁元素均以而家铁离子状态存在，根据三价铁与铁的反应方程，得出剩余铁与三价铁的比为1：2，设为整体，则整体摩尔质量为160+56=216，整体物质的量为10.8/216=0.05mol,即剩余铁物质的量为0.05mol，三氧化二铁物质的量为0.05mol，所以铁的总物质的量为0.15+0.05=0.2mol，m=0.2*56=11.2g
硫酸共消耗0.15+0.15=0.3mol，即C[硫酸]=0.3mol/0.15L=2mol/L

Answer 4

Fe+H2SO4=FeSO4+H2
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(so4)3+3H2O
Fe+Fe2(so4)3=3FeSO4
n(H2)=3.36/2204=0.15mol
设Fe2O3有xmol.
56（0.15+x）+（56*2+16*3）*x=19.2
x=0.05
m（Fe）=56*（0.15+0.05)=11.2g
c(H2SO4)=(0.15+0.05*3)/(150/1000)=2mol/L