有耐心的高手来帮帮忙，感激不尽，高一化学计算题。某资料说铁锈...

Question

某资料说铁锈的成分为Fe2O3.H2O和FeCO3的混合物。根据此记载，某试验小组设计下列实验来验证其中是否含有碳酸亚铁。
a 取一高度腐蚀的干燥铁钉，称其质量为10.04g，在氮气保护下，充分加热，冷却后称上得质量为8.92g.
b 将a得到的残渣投入到5.00mol/L的硫酸中，不断添加硫酸直至残渣恰好溶解时，用去硫酸31.00ml 。整个过程无气体放出。求：
1.铁锈是否含有碳酸亚铁？通过计算说明。
2.锈蚀的铁钉中含有Fe2O3.H2O多少克？

Answer 1

固体质量差为10.04-8.92=1.12g
Fe2O3·H2O=Fe2O3+H2O
178 160 18
11.08g 1.12g
若质量差由结晶水造成，所需Fe2O3·H2O为11.08g
FeCO3=FeO+CO2
116 72 44
2.95g 1.12g
若质量差由二氧化碳造成，所需FeCO3为2.94g
而铁钉原本就只有10.04g，所以必然有碳酸亚铁。
而加热后的固体为Fe2O3（设定为x mol）、FeO（设定为y mol）
18x+44y=1.12（质量差是由结晶水和二氧化碳共同造成）
残渣完全溶解无气体则其中单质铁完全没有与硫酸反应。
Fe2O3 + 3 H2SO4 == Fe2(SO4)3 + 3H20
FeO + H2SO4 == FeSO4 + H20
Fe2(SO4)3 + Fe == 3FeSO4
由以上方程知单质铁不消耗硫酸。硫酸完全由两个氧化物消耗。
则3x+y=5*0.031
解两个方程知：x=0.05 y=0.005
则锈蚀的铁钉中Fe2O3·H2O的质量为178x=8.9 g
锈蚀的铁钉中FeCO3的质量为116y=0.58 g
锈蚀的铁钉中没有锈的铁的质量10.04-8.9-0.58=0.56 g
锈蚀前铁钉的质量为56*（2x+y）+0.56 = 6.44g

即
铁锈中有碳酸亚铁
锈蚀的铁钉中Fe2O3·H2O的质量为8.9 g
锈蚀前铁钉的质量至少为6.44g

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/120057091.html

Answer 2

设Fe2O3.H2O和FeCO3分别为x 和y mol
a 取一高度腐蚀的干燥铁钉，称其质量为10.04g，在氮气保护下，充分加热，冷却后称上得质量为8.92g. 涉及反应：
Fe2O3.H2O=Fe2O3+H2O
FeCO3=FeO+CO2
则 18x+44y=1.12g
b 将a得到的残渣投入到5.00mol/L的硫酸中，不断添加硫酸直至残渣恰好溶解时，用去硫酸31.00ml 。整个过程无气体放出。
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
FeO+H2SO4=FeSO4+H2O
则 3x+y=0.155
计算可得
x=0.05mol
y=0.005mol
因此，有0.005mol碳酸亚铁
锈蚀的铁钉中Fe2O3·H2O的质量为178x=8.9 g本回答被提问者采纳