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题目
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:
①混合物中铁和氧化铁各多少克?
②稀H2SO4的物质的量浓度为多少?

提问时间:2020-10-12

答案
①铁和氧化铁与硫酸反应均无剩余,且溶液中无Fe3+存在,反应生成FeSO4,生成氢气为
1.68L
22.4L/mol
=0.075mol,
设Fe、氧化铁的物质的量分别为xmol、ymol,则:
根据二者质量,可得:56x+160y=15
根据电子转移守恒,可得:2x=2y+0.075×2
联立方程,解得x=0.125 y=0.05
故m(Fe)=0.125mol×56g/mol=7g,m(Fe2O3)=0.05mol×160g/mol=8g,
答:混合物中铁为7g、氧化铁为8g;
②铁和氧化铁与硫酸反应后溶液中溶质为FeSO4、H2SO4,加入NaOH溶液使铁完全转化成Fe(OH)2,产生反应后的溶液溶质只有Na2SO4,根据硫酸根守恒,则n(H2SO4)=n(Na2SO4),根据钠离子守恒,则n(Na2SO4)=
1
2
n(NaOH)=
1
2
×3mol/L×0.2L=0.3mol,c(H2SO4)=
0.3mol
0.15L
=2mol/L,
答:稀H2SO4的物质的量浓度为2mol/L.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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