Question

14．某學(xué)生設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)步驟測定鐵銅合金的組成：
說明：以上所有氣體體積都已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的數(shù)據(jù)
下列說法正確的是（　�。�

• A． 不溶物Y為Cu且質(zhì)量是1.6g
• B． 合金中鐵單質(zhì)的質(zhì)量是1.68g
• C． 合金中氧元素的物質(zhì)的量是0.01mol
• D． X溶液中既含有CuSO₄又含有FeSO₄

Answer 1

分析 將5.6gFe、Cu合金（表面氧化膜成分為Fe₂O₃和CuO）加入到過量稀硫酸中，完全反應(yīng)后產(chǎn)生氣體672mL為氫氣體積，n（H₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，反應(yīng)生成氫氣消耗的鐵的質(zhì)量為56×0.03g=1.68g，得到淺綠色溶液X，加入氫氧化鈉沉淀，最終得到氧化鐵，硫酸過量，所以X含有Fe²⁺、H⁺，不含Cu²⁺，則不溶物Y為Cu；將Cu加入到適量的某濃度的硝酸中，完全溶解后，得NO、NO₂的混合氣896mL，混合氣體總物質(zhì)的量=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，該混合氣中V（NO）：V（NO₂）=3：1，故n（NO）=0.04mol×$\frac{3}{4}$=0.03mol，n（NO₂）=0.04mol-0.03mol=0.01mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，n（Cu）=$\frac{0.03mol×3+0.01mol×1}{2}$=0.05mol，故m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g；在3.2g氧化鐵中含有鐵元素的質(zhì)量為$\frac{112}{160}$×3.2g=2.24g，根據(jù)元素守恒，可知合金中m（O）=m（合金）-m（Cu元素）-m（Fe元素）=5.6g-3.2g-2.24g=0.16g，故合金中n（O元素）=$\frac{0.16g}{16g/mol}$=0.01mol，據(jù)此答題．

解答 解：將5.6gFe、Cu合金（表面氧化膜成分為Fe₂O₃和CuO）加入到過量稀硫酸中，完全反應(yīng)后產(chǎn)生氣體672mL為氫氣體積，n（H₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，反應(yīng)生成氫氣消耗的鐵的質(zhì)量為56×0.03g=1.68g，得到淺綠色溶液X，加入氫氧化鈉沉淀，最終得到氧化鐵，硫酸過量，所以X含有Fe²⁺、H⁺，不含Cu²⁺，則不溶物Y為Cu；將Cu加入到適量的某濃度的硝酸中，完全溶解后，得NO、NO₂的混合氣896mL，混合氣體總物質(zhì)的量=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，該混合氣中V（NO）：V（NO₂）=3：1，故n（NO）=0.04mol×$\frac{3}{4}$=0.03mol，n（NO₂）=0.04mol-0.03mol=0.01mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，n（Cu）=$\frac{0.03mol×3+0.01mol×1}{2}$=0.05mol，故m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g；在3.2g氧化鐵中含有鐵元素的質(zhì)量為$\frac{112}{160}$×3.2g=2.24g，根據(jù)元素守恒，可知合金中m（O）=m（合金）-m（Cu元素）-m（Fe元素）=5.6g-3.2g-2.24g=0.16g，故合金中n（O元素）=$\frac{0.16g}{16g/mol}$=0.01mol，
A．根據(jù)上面的分析可知，m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)上面的分析可知，n（H₂）═0.03mol，根據(jù)鐵和氫氣的關(guān)系式知，生成氫氣消耗m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，鐵還和銅離子、鐵離子反應(yīng)，所以鐵的總質(zhì)量大于1.68g，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)④知合金中n（O元素）=$\frac{0.16g}{16g/mol}$=0.01mol，故C正確；
D．根據(jù)上面的分析可知，X中含有Fe²⁺、H⁺，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評 本題考查了混合物的計(jì)算，根據(jù)生成氫氣的體積確定鐵的質(zhì)量、根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算Cu的質(zhì)量、鐵元素的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算O元素的物質(zhì)的量，同時(shí)考查學(xué)生考慮問題的縝密性，注意守恒思想的應(yīng)用，題目難度中等．