Question

向一定物質的量的Fe3O4和Fe的混合物中加50mL 2mol·L-1H2SO4，恰好使之完全溶解，并放出448mL(標況)氣體。在所得溶液中加入KSCN溶液，不變紅色，則用足量的CO在高溫下與相同質量的此混合物反應，能得到多少克鐵？

Answer 1

5.6g

按常規思路，應先求出Fe3O4和Fe的物質的量。
設此混合物中Fe3O4和Fe的物質的量分別為x和y，有

Fe   +   H2SO4====FeSO4+H2↑
0.02mol  0.02mol        0.02mol
Fe3O4+4H2SO4====FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O
x        4x              x
所得溶液加入KSCN溶液不變紅色，表明必然發生如下反應
Fe+Fe2(SO4)3====3FeSO4
x        x

Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
0.02mol           0.06mol
故能得到鐵的質量為(0.04+0.06)mol×56g·mol-1=5.6g
解答本題還可用電荷守恒原則和質量守恒定律，使運算過程化簡。據Fe3O4和Fe溶于H2SO4后全部轉化為FeSO4，則n(Fe2+)=n(SO42-)=n(Fe)=2mol·L-1×0.05L="0.1mol" m(Fe)=0.1mol×56g·mol-1=5.6g。