Question

12．將一定質量的鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入100mL 4.40mol/L鹽酸中，充分反應后產生896mL H₂（標準狀況），殘留固體1.28g．過濾，濾液中無Cu²⁺．將濾液加水稀釋到200mL，測得其中c（H⁺）為0.400mol/L．則原混合物中單質鐵的質量是（　�。�

• A． 2.24g
• B． 3.36g
• C． 5.60g
• D． 10.08g

Answer 1

分析 完全反應后濾液中沒有Cu²⁺，說明溶液中也沒有Fe³⁺，則溶液中陽離子有Fe²⁺和H⁺，溶質為FeCl₂和HCl，
根據電荷守恒得2n（Fe²⁺）+n（H⁺）=n（Cl^-），則n（Fe²⁺）=$\frac{4.40mol/L×0.1L-0.40mol/L×0.2L}{2}$mol=0.18mol，生成n（H₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，因為還有鹽酸剩余，溶液殘留固體是Cu，n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，
設Fe的物質的量為xmol、Fe₂O₃的物質的量為ymol，
根據Fe原子守恒得x+2y=0.18
根據轉移電子守恒得2x=0.04×2+0.02×2+2y×1，
從而計算n（Fe），根據m=nM計算鐵的質量．

解答 解：完全反應后濾液中沒有Cu²⁺，說明溶液中也沒有Fe³⁺，則溶液中陽離子有Fe²⁺和H⁺，溶質為FeCl₂和HCl，
根據電荷守恒得2n（Fe²⁺）+n（H⁺）=n（Cl^-），則n（Fe²⁺）=$\frac{4.40mol/L×0.1L-0.40mol/L×0.2L}{2}$mol=0.18mol，生成n（H₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，因為還有鹽酸剩余，溶液殘留固體是Cu，n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，
設Fe的物質的量為xmol、Fe₂O₃的物質的量為ymol，
根據Fe原子守恒得x+2y=0.18
根據轉移電子守恒得2x=0.04×2+0.02×2+2y×1，
解得x=0.10、y=0.04，
所以m（Fe）=0.10mol×56g/mol=5.60g，
故選C．

點評 本題考查混合物的計算，側重考查分析計算能力，明確溶液中的溶質是解本題關鍵，根據原子守恒、轉移電子守恒進行計算，能化繁為簡，提高效率．