Question

有一包鐵粉和銅粉混合物均勻的粉末樣品，為了確定其組成，某同學(xué)將不同質(zhì)量的該樣品分別與40mL1mol?L^-1的FeCl₃溶液反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示（忽略反應(yīng)前后溶液體積的微小變化）．

實(shí)驗(yàn)序號	一	二	三	四
M（粉末樣品）/g	0.90	1.80	3.60	7.20
M（反應(yīng)后剩余固體）/g	0	0.64	2.48	6.08

下列實(shí)驗(yàn)結(jié)論不正確的是（　�。�

• A、實(shí)驗(yàn)一反應(yīng)后溶液中含有Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺
• B、實(shí)驗(yàn)二、三反應(yīng)后剩余固體全部是Cu
• C、實(shí)驗(yàn)四的濾液中c（Fe²⁺）=1.5mol?L^-1
• D、原粉末樣品中m（Fe）：m（Cu）=7：8

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：鐵的還原性強(qiáng)于銅，所以Fe³⁺先和鐵發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，反應(yīng)后Fe³⁺有剩余，再與銅發(fā)生反應(yīng)：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，所以剩余的固體是銅或鐵和銅，
從第②組數(shù)據(jù)，可以得出FeCl₃溶液全部參與反應(yīng)，40mL 1mol?L^-1FeCl₃溶液能溶解金屬質(zhì)量1.80g-0.64g=1.16g，大于第①組溶解的金屬質(zhì)量，故第①組金屬完全反應(yīng)、FeCl₃有剩余；
第②組實(shí)驗(yàn)中FeCl₃溶液全部參與反應(yīng)，其物質(zhì)的量為=0.04L×1mol/L=0.04mol，假設(shè)只發(fā)生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，參加反應(yīng)Fe的物質(zhì)的量為0.02mol，則溶解的Fe的質(zhì)量為0.02mol×56g/mol=1.12g＜1.16g，所以同時(shí)也有一部分Cu溶解，所以剩余的固體全部為Cu；
第③組實(shí)驗(yàn)中溶解金屬為3.60g-2.48g=1.12g，混合物中Fe恰好完全反應(yīng)、Cu不反應(yīng)，剩余2.48g為Cu，即3.60g混合物中Cu的質(zhì)量為2.48g，則混合物中m（Fe）：m（Cu）=1.12g：2.48g=14：31；
故第④組實(shí)驗(yàn)中，剩余固體為Fe、Cu，溶液中溶質(zhì)為FeCl₂；據(jù)此分別分析各選項(xiàng)選擇即可．

解答： 解：鐵的還原性強(qiáng)于銅，所以Fe³⁺先和鐵發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，反應(yīng)后Fe³⁺有剩余，再與銅發(fā)生反應(yīng)：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，所以剩余的固體是銅或鐵和銅，
從第②組數(shù)據(jù)，可以得出FeCl₃溶液全部參與反應(yīng)，40mL 1mol?L^-1FeCl₃溶液能溶解金屬質(zhì)量1.80g-0.64g=1.16g，大于第①組溶解的金屬質(zhì)量，故第①組金屬完全反應(yīng)、FeCl₃有剩余；
第②組實(shí)驗(yàn)中FeCl₃溶液全部參與反應(yīng)，其物質(zhì)的量為=0.04L×1mol/L=0.04mol，假設(shè)只發(fā)生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，參加反應(yīng)Fe的物質(zhì)的量為0.02mol，則溶解的Fe的質(zhì)量為0.02mol×56g/mol=1.12g＜1.16g，所以同時(shí)也有一部分Cu溶解，所以剩余的固體全部為Cu；
第③組實(shí)驗(yàn)中溶解金屬為3.60g-2.48g=1.12g，混合物中Fe恰好完全反應(yīng)、Cu不反應(yīng)，剩余2.48g為Cu，即3.60g混合物中Cu的質(zhì)量為2.48g，則混合物中m（Fe）：m（Cu）=1.12g：2.48g=14：31；
故第④組實(shí)驗(yàn)中，剩余固體為Fe、Cu，溶液中溶質(zhì)為FeCl₂；
A、依據(jù)分析可知，實(shí)驗(yàn)一反應(yīng)后溶液中含有Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，故A正確；
B、依據(jù)分析可知：實(shí)驗(yàn)二、三反應(yīng)后剩余固體全部是Cu，故B正確；
C、第④組實(shí)驗(yàn)中，剩余固體為Fe、Cu，溶液中溶質(zhì)為FeCl₂，則溶液中存在c（Fe²⁺）=

1

2

c（Cl^-）=

3

2

c（FeCl₃）=

3

2

×1mol/L=1.5 mol/L，故C正確；
D、第③組實(shí)驗(yàn)中溶解金屬為3.60g-2.48g=1.12g，混合物中Fe恰好完全反應(yīng)、Cu不反應(yīng)，剩余2.48g為Cu，即3.60g混合物中Cu的質(zhì)量為2.48g，則混合物中m（Fe）：m（Cu）=1.12g：2.48g=14：31，故D錯(cuò)誤；
故選D．

點(diǎn)評：本題考查混合物的計(jì)算，明確物質(zhì)反應(yīng)先后順序及各組剩余固體成分是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒進(jìn)行解答，同時(shí)考查學(xué)生思維縝密性，題目難度中等．