铁粉加入稀硫酸
A、向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量,铁粉将会被全部消耗尽,也就是消耗铁粉的质量逐渐增多,最后不变,故A正确;
B、铁可以与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁粉消耗尽时,硫酸亚铁的质量不再改变,故B正确;
C、铁可以与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,随着铁的消耗,溶液质量不断增加,当铁粉消耗尽时,随着硫酸不断的滴加,溶液的质量继续增加,但是图象中溶液的总质量不再改变,故C错误;
D、铁可以与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,随着铁的消耗,氢气的质量不断增加,当铁粉消耗尽时,氢气的质量不再改变,故D正确.
故选C.
成一层致密的氧化膜,而阻止了内部的铁进一步与硫酸反应,因此可以用铁容器盛放冷的浓硫酸。铁粉就是铁被打成细粉末了,放入硫酸中基本就被氧化掉了。氧化膜是有一定厚度的,如果铁粉的直径还达不到氧化膜的厚度,则铁粉的一粒颗粒表面还没等形成氧化膜,整个颗粒就全部被氧化了,如果铁粉的颗粒直径大于氧化膜的厚度,则铁颗粒仍会发生钝化。但是如果是贴片或铁块,此时表面的铁原子能被浓硫酸氧化,生成铁氧化物薄膜,从而阻止浓硫酸进一步与内层的铁原子反应,这样就发生了钝化反应。铁粉扔到浓硫酸里面,接触非常充分,直接就反应完了铁片、铁块一样啊,接触很充分,也就反应完了。
浓硫酸:2Fe+6H2SO4(浓)==△==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,黑色粉末溶解,产生刺激性气味气体,溶液由无色转为棕黄色
如果是铁片,稀硫酸同铁粉,铁片与冷的浓硫酸发生钝化反应:
3Fe+4H2SO4(浓)===Fe3O4+4SO2↑+4H2O
形成致密的氧化膜,所以铁具常温下也能承装浓硫酸。(刚做的时候当成铁片写了_(:з」∠)_)
2Fe+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2
浓硫酸把铁氧化成最高价,铁粉把三价铁氧化成二价,浓硫酸不断被消耗,最终成为稀硫酸,铁就与稀硫酸反应
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铁和浓硫酸反应得硫酸铁和二氧化硫,一旦铁粉过量可以把三价铁还原为二价铁,所以可能出现三种情况,1,只有三价铁,2,三价铁二价铁都有,此时绝对没有铁粉了,3就是只有二价铁
但是现在在盐酸中生成的少,说明盐酸不足量,0.4molHCl→0.2molH2
所以在硫酸中生成0.3molH2.理论上 0.4molH2SO4→0.4molH2
说明硫酸还有剩余,铁完全反应.
Fe→H2,所以加入的铁应该是0.3mol 质量=0.3*56=16.8g
原因很好理解:硫酸是高沸点的酸,常温操作怎么可能挥发出来?
SO2、SO3更没道理,稀硫酸酸根的稳定性很高,硫酸分子的稳定性很高,生成的硫酸盐稳定性也很高,因此不可能分解。
其实这些呛人的气体来自铁粉:铁在冶炼时纯度并不高,里面含有S、P、As、Si等常见非金属杂质,这些非金属杂质在铁中肯定表现负价,在铁与酸反应时就以氢化物形式释放出来:
FeS + 2H(+) = H2S + Fe(2+)
Fe3P2 + 6H(+) = 2PH3 + 3Fe(2+)
Fe3As2 + 6H(+) = AsH3 + 3Fe(2+)
Fe2Si + 4H(+) = SiH4 + 2Fe(2+)
铁的来源不同,这些杂质的含量也不一样。另外这些气体都有毒,少闻为妙。