Question

部分氧化的Fe-Cu合金樣品（氧化產(chǎn)物為Fe₂O₃、CuO）共5.76g，如圖所示流程處理，下列說(shuō)法中，正確的是（　　）

• A、濾液A中陽(yáng)離子為Fe²⁺、H⁺
• B、樣品中金屬Fe的質(zhì)量為2.24g
• C、樣品中CuO的質(zhì)量為4.0g
• D、V=448

Answer 1

分析：硫酸足量，由于氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，鐵離子優(yōu)先反應(yīng)，由于濾液A中不含銅離子，且有氣體氫氣生成，則濾液A中不含鐵離子，濾渣3.2g為金屬銅，物質(zhì)的量為0.05mol，即合金樣品中總共含有銅元素0.05mol，濾液A中加入足量氫氧化鈉溶液，所得濾渣灼燒得到的固體3.2g為Fe₂O₃，物質(zhì)的量為0.02mol，鐵元素的物質(zhì)的量為0.04mol，利用極限法判斷樣品中金屬Fe、CuO的質(zhì)量問(wèn)題，濾液A溶質(zhì)為過(guò)量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質(zhì)的量為0.04mol，說(shuō)明參加反應(yīng)硫酸物質(zhì)的量為0.04mol，硫酸含氫離子0.08mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H⁺和合金中的氧結(jié)合成水了，計(jì)算合金中氧原子的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算氧原子它結(jié)合氫離子物質(zhì)的量，再根據(jù)H原子守恒生成氫氣的體積．

解答：解：A．由于氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，鐵離子優(yōu)先反應(yīng)，由于濾液A中不含銅離子，且硫酸足量，濾液A中陽(yáng)離子為Fe²⁺、H⁺，故A正確；
B．濾液A中含有亞鐵離子和氫離子，加入足量氫氧化鈉溶液后，過(guò)濾，最后灼燒得到的固體為氧化鐵，3.2g氧化鐵的物質(zhì)的量=

3.2g

160g/mol

=0.02mol，含有鐵元素的物質(zhì)的量為0.02mol×2=0.04mol，樣品中所有鐵元素都生成了氧化鐵，所以樣品中Fe元素的質(zhì)量為：56g/mol×0.04mol=2.24g，故樣品中金屬Fe的質(zhì)量小于2.24g，故B錯(cuò)誤；
C．由于硫酸過(guò)量，生成氫氣，濾液中不含銅離子，濾渣3.2g為金屬銅，銅元素的物質(zhì)的量為0.05mol，若全部為氧化銅，氧化銅的質(zhì)量為：80g/mol×0.05mol=4.0g，由于部分銅被氧化成氧化銅，則樣品中氧化銅的質(zhì)量一定小于4.0g，故C錯(cuò)誤；
D．最后溶液中溶質(zhì)為過(guò)量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質(zhì)的量為0.04mol，說(shuō)明參加反應(yīng)硫酸物質(zhì)的量為0.04mol，含氫離子0.08mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H⁺和合金中的氧結(jié)合成水了，由于合金中氧原子的物質(zhì)的量

5.76g-3.2g-2.24g

16g/mol

=0.02mol，它結(jié)合氫離子0.04mol，所以硫酸中有0.08mol-0.04mol=0.04mol H⁺生成氫氣，即生成0.02mol氫氣，標(biāo)況體積=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448ml，故D正確，
故選AD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算，清楚反應(yīng)過(guò)程是解答關(guān)鍵，側(cè)重解題方法與分析解決問(wèn)題能力的考查，注意利用極限法與原子守恒解答，難度中等．