Question

【題目】取4.64g鐵屑(含有Fe2O3、CuO雜質(zhì))，加入足量的稀硫酸溶解，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體V mL，過(guò)濾后得到0.64g殘?jiān)�和濾液M(無(wú)Cu2＋)。在濾液M中加入足量NaOH溶液過(guò)濾殘?jiān)�充分灼燒得�?/span>4.80g固體。請(qǐng)計(jì)算：

（1）濾液M中存在的金屬陽(yáng)離子有____。

（2）參與反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為___mol。

（3）V＝____。

Answer 1

【答案】Fe2+ 0.06 448 mL

【解析】

(1)加入足量的稀硫酸溶解，過(guò)濾后得到0.64g殘?jiān)�，且濾液M無(wú)Cu2+，由于硫酸足量，Fe、Cu能與Fe3+反應(yīng)，則殘?jiān)鼮?/span>Cu，濾液M中金屬陽(yáng)離子為Fe2+；

(2)濾液M中溶質(zhì)為FeSO4，加入足量的NaOH，由于氫氧化亞鐵易被氧化，過(guò)濾充分灼燒得到4.80g固體為Fe2O3，根據(jù)Fe原子守恒計(jì)算硫酸亞鐵的物質(zhì)的量，再根據(jù)硫酸根守恒計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量；

(3)縱觀整個(gè)反應(yīng)過(guò)程，原混合物可以看作FeO、Cu、Fe的混合物，其中FeO、Fe的總質(zhì)量為4.64g-0.64g=4g，由Fe原子守恒可知FeO、Fe的總物質(zhì)的量，聯(lián)立計(jì)算各自物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算氫氣的體積。

(1)加入足量的稀硫酸溶解，過(guò)濾后得到0.64g殘?jiān)�，且濾液M無(wú)Cu2+，由于硫酸足量，Fe、Cu能與Fe3+反應(yīng)，則殘?jiān)鼮?/span>Cu，濾液M中金屬陽(yáng)離子為Fe2+，故答案為：Fe2+；

(2)濾液M中溶質(zhì)為FeSO4，加入足量的NaOH，由于氫氧化亞鐵易被氧化，過(guò)濾充分灼燒得到4.80g固體為Fe2O3，其物質(zhì)的量為=0.03mol，根據(jù)Fe原子守恒，n(FeSO4)=2n(Fe2O3)=0.03mol×2=0.06mol，因此n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.06mol，故答案為：0.06；

(3)縱觀整個(gè)反應(yīng)過(guò)程，原混合物可以看作FeO、Cu、Fe的混合物，其中FeO、Fe的總質(zhì)量為4.64g-0.64g=4g，則72g/mol×n(FeO)+56g/mol×n(Fe)=4g，Fe元素最終都轉(zhuǎn)移到4.80g固體為Fe2O3中，由Fe原子守恒可知：n(FeO)+n(Fe)=0.06mol，聯(lián)立解得：n(FeO)=0.04mol、n(Fe)=0.02mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知生成氫氣為=0.01mol，則得到氫氣體積為0.01mol×22.4L/mol=0.224L，即體積為224mL，故答案為：224 mL。