题目

某资料说铁锈的成分为：Fe2O3·H2O和FeCO3的混合物，根据此记载，某实验兴趣小组设计下列实验来验证其中是否含有碳酸亚铁。①取一高度腐蚀的干燥铁钉，称其质量为1004 g，在氮气保护下，充分加热，冷却后称得质量为892 g。②将①得到的残渣投入到500 mol·L-1的硫酸中，不断添加硫酸直到残渣完全溶解时，恰好用去硫酸3100 mL。整个过程中无气体放出。试回答下列问题：（1）铁锈中是否含有碳酸亚铁？理由是什么？（2）锈蚀的铁钉中含Fe2O3·H2O多少克？（3）锈蚀前铁钉的质量至少是多少克？ 答案：（1）有，若加热时减少的量都是水，则（10.04-8.92）×M(Fe2O3·H2O)/H2O=（10.04-8.92）×178/18=11.08＞10.04,故必有二氧化碳放出。（2）由失重：18n(Fe2O3·H2O)+44n（FeCO3）=10.04  mol-8.92 mol由灼烧后质量：160n(Fe2O3·H2O)+72n(FeCO3)+56n(Fe)=8.92 mol由硫酸根守恒：3n(Fe2O3·H2O)+n（FeCO3）=5.00×31×10-3 mol解得：n（Fe2O3·H2O）=0.05 mol；n（FeCO3）=0.005 mol;n(Fe)=0.01 molm(Fe2O3·H2O)=178 g·mol-1×0.05 mol=8.9 g（3）锈蚀前铁钉的质量至少为：（0.05 mol×2+0.005 mol+0.01 mol）×56 g·mol-1=6.44 g（其他合理解法结果正确均可）

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