Question

將一定量的Fe、Fe₂O₃和CuO的混合粉末加入到100mL 4.4mol/L的鹽酸中，充分反應后，生成標況下氫氣896mL．過濾，濾渣經洗滌、干燥后稱量，質量為1.28g．此時將濾液加水稀釋到320mL時，鹽酸濃度為0.25mol/L．計算混合物中鐵單質的質量．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：混合物與鹽酸反應后，鹽酸有剩余，則殘留物沒有Fe，只有Cu，濾液中含有剩余的HCl及FeCl₂，根據Cl原子守恒n_總（HCl）=n_剩余（HCl）+2n（FeCl₂），據此計算n（FeCl₂），設原有Fe為xmol，Fe₂O₃為ymol，根據Fe元素守恒和電子轉移守恒列方程計算解答．

解答： 解：混合物與鹽酸反應后，鹽酸有剩余，則殘留物沒有Fe，只有Cu，濾液中含有剩余的HCl及FeCl₂，
根據Cl原子守恒：n_總（HCl）=n_剩余（HCl）+2n（FeCl₂），即0.1L×4.4mol/L=0.32L×0.25mol/L+2n（FeCl₂），解得n（FeCl₂）=0.18mol，
n（CuO）=n（Cu）=

1.28g

64g/mol

=0.02mol，
生成H₂為

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，
設原有Fe為xmol，Fe₂O₃為ymol，
由Fe元素守恒，可得：x+2y=0.18
根據電子轉移守恒，可得：2x=2y+2×0.02+2×0.04；
聯立方程，解得：x=0.1  y=0.04．
原混合物中單質鐵的質量56g/mol×0.1mol=5.6g．
答：原混合物中Fe單質的質量為5.6g．

點評：本題考查混合物的計算，題目難度中等，本題根據鹽酸有剩余判斷物質反應的程度，再利用守恒法計算．