一块表面被氧化成Fe2O3的铁块共15克投入0.5mol硝酸恰好完全反应,怎么算出铁的质量分数理论最大值是46.7%

Question

一块表面被氧化成Fe2O3的铁块共15克投入0.5mol硝酸恰好完全反应,怎么算出铁的质量分数理论最大值是46.7%

Answer 1

思路：依题意,在硝酸总量不变的情况下,贴的质量分数要最大,则推断出：
（1）Fe与HNO3反应生成Fe(NO3)2
　（2）Fe2O3与HNO3反应生成Fe(NO3)3后其产物与Fe反应生成Fe(NO3)2
反应方程式：
3Fe + 8HNO3 == 3Fe(NO3)2 + 4H2O + 2NO（上升）
0.5-x
Fe2O3 + Fe + 6HNO3 === 3Fe(NO3)2 + 3H2O
x
相对分子质量：Fe-56 Fe2O3-160
可列出：166*x/6+56*x/6+(0.5-x)/8*3*56=15
解得x=0.3
所以混合物中Fe2O3的质量为 M1=166*0.3/8=8g
Fe的质量为 M2=15g-8g=7g
质量分数为 M2%=7g/15g*100%=46.7%