有Fe和Fe2O3的混合物溶于500ml的稀硝酸中,放出NO22.4L(标况下)并余5.44g Fe,向反应后

有Fe和Fe2O3的混合物溶于500ml的稀硝酸中,放出NO22.4L(标况下)并余5.44g Fe,向反应后的溶液中通入20.16LCl2(标况),恰好能使溶液中的Fe2+全部氧化.求:
(1)稀硝酸的物质的量浓度;9.2mol/L
(2)混合物中Fe的质量分数.85.6%
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天下难找 春芽

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解题思路:(1)Fe和Fe2O3的混合物与硝酸反应,有Fe剩余,说明硝酸完全反应,且生成Fe(NO32,通入氯气恰好能使溶液中的Fe2+全部氧化,根据电子转移守恒计算n[Fe(NO32],根据N原子守恒有n(HNO3)=2n[Fe(NO32]+n(NO),再根据c=[n/V]计算;
(2)令参加反应的Fe和Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol,根据电子转移守恒可知,Fe提供的电子等于硝酸根、铁离子获得的电子.最终生成Fe(NO32,根据铁原子守恒可知,n(参加反应Fe原子)=n[Fe(NO32],据此列方程计算,进而计算混合物中Fe的质量分数.

(1)Fe和Fe2O3的混合物与硝酸反应,有Fe剩余,说明硝酸完全反应,且生成Fe(NO32,通入氯气恰好能使溶液中的Fe2+全部氧化,根据电子转移守恒可知,n[Fe(NO32]=2n(Cl2)=2×[20.16L/22.4L/mol]=1.8mol,根据N原子守恒有n(HNO3)=2n[Fe(NO32]+n(NO)=1.8mol×2+[22.4L/22.4L/mol]=4.6mol,故稀硝酸的物质的量浓度=[4.6mol/0.5L]=9.2mol/L,
答:稀硝酸的物质的量浓度为9.2mol/L.
(2)令参加反应的Fe和Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol,生成NO为[22.4L/22.4L/mol]=1mol,根据电子转移守恒可知,Fe提供的电子等于硝酸根、铁离子获得的电子,则有2x=2y+1×(5-2),最终生成Fe(NO32,根据铁原子守恒可知:x+2y=1.8,联立方程解得,x=1.6、y=0.1,
故混合物中Fe的质量为1.6mol×56g/mol+5.44g=95.04g,氧化铁的质量为0.1mol×160g/mol=16g,
故混合物中Fe的质量分数=[95.04g/95.04g+16g]×100%=85.6%,
答:混合物中Fe的质量分数为85.6%.

点评:
本题考点: 有关混合物反应的计算.

考点点评: 本题考查混合物的有关计算,题目涉及的反应过程比较复杂,利用过程法比较复杂,注意根据判断产物利用守恒思想解答.

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