Question

（9分）向Fe₃O₄和 Fe的固體混合物6.88g中加入50ml 2 mol·L^—1H₂SO₄，恰好使固體完全溶解，并放出一定量氣體。在所得溶液中加入KSCN溶液，溶液不變紅色。
（1）              寫出Fe₃O₄和稀H₂SO₄反應的化學方程式______________________________。
（2）              混合物中Fe₃O₄和 Fe的物質的量（寫出計算過程）。
（3）              求反應中產生的氣體在標準狀況下的體積。（寫出計算過程）。
若用足量的CO在高溫下與相同質量的上述固體混合物反應，求最終能得到鐵的質量。（寫出計算過程）。

Answer 1

（1）Fe₃O₄+4H₂SO₄==FeSO₄+Fe₂(SO₄)₃+4H₂O（1分）
（2）n（Fe₃O₄）="0.02" mol；  n（Fe）="0.04" mol 。（每空2分）
（3）448ml（2分）  （4）5.6g（2分）

(2)設Fe、Fe₃O₄的物質的量分別為n₁,n₂，
56n₁+232n₂="6.88g" ①
據題意，得：反應過程中，發生了以下3個反應，
Fe₃O₄+4H₂SO₄==FeSO₄+Fe₂(SO₄)₃+4H₂O  Fe+Fe₂(SO₄)₃=3FeSO₄    Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1    4             1           1    1                 1   1  
n₂   4n₂           n₂          n₂     n₂         （n₁- n₂）（n₁- n₂）
則：4n₂+（n₁- n₂）=0.05L×2 mol·L^—1="0.1mol" ②
聯立①②，得n₁="0.04mol" ，n₂=0.02mol
(3)V(H₂)=22.4L^.mol^-1×(n₁- n₂)= 448ml
(4) Fe₃O₄+4CO=高溫=3Fe+ 4CO₂
1             3
0.02mol        0.06mol
最終能得到鐵的質量：（0.06mol+0.04mol）×56g^.mol^-1=5.6g