3摩尔每升盐酸和硫酸各100毫升的溶液中分别加等质量的铁粉,反应后气体的质量比为3:4,则铁粉的质量为?

问题描述:

3摩尔每升盐酸和硫酸各100毫升的溶液中分别加等质量的铁粉,反应后气体的质量比为3:4,则铁粉的质量为?

来晚了,唉

HCl+1/2Fe=1/2FeCl2+1/2H2
0.3 8.4 1
H2SO4+Fe=FeSO4+H2
0.3 16.8 2
0.3摩尔盐酸最多可以消耗8.4克铁粉,0.3摩尔硫酸最多可以消耗16.8克铁粉,此时两反应所得氢气的质量比是1/2,1/2<3/4只有在硫酸溶液中铁粉的质量不足时才会出现这种状况,那么依据两反应氢气的质量之比计算出铁粉的质量8.4×4/3=11.2克

(1)若铁粉过量,则
n(HCl)=n(H2SO4) =3 * 0.1 =0.3mol
2HCl + Fe = FeCl2 + H2
n1(H2)=1/2 * n(HCl) = 0.15mol
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2
n2(H2)=n(H2SO4)=0.3mol
m1(H2):m2(H2)=n1(H2):n2(H2)=0.15 :0.3=2:1不等于3:4
因此铁粉不过量.
(2)若盐酸和硫酸同时过量,铁粉不足,则有反应方程式可知产生的氢气量一样,因此只有硫酸过量,而盐酸不足.
设铁的物质的量为 x
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2
铁粉不足,故 n3(H2)=n(Fe )= x
2HCl + Fe = FeCl2 + H2
盐酸不足,故 n4(H2)=1/2 * n(HCl) = 0.15mol
因此 0.15 :x = 3:4 解得 x = 0.2mol
所以 铁粉的质量为 0.2 * 56 =11.2g