Question

向 m g 鐵和鋁的混合物中加入適量的稀硫酸，恰好完全反應生成標準狀況下的氣體 b L．隨即向反應后的溶液中加入c mol/L氫氧化鉀溶液 V mL，使與硫酸反應所得的金屬離子剛好沉淀完全，并在空氣中放置較長時間至沉淀不再發(fā)生改變，得到沉淀質量為 n g．再將得到的沉淀灼燒至質量不再改變?yōu)橹梗�得到固體 p g．則下列關系正確的是

1. A.
   c=
2. B.
   p=m+
3. C.
   n=m+17Vc
4. D.
   m＜p＜m

Answer 1

AD
分析：反應化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、FeSO₄+2KOH=Fe（OH）₂↓+K₂SO₄、Al₂（SO₄）₃+6KOH=2Al（OH）₃↓+3K₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；Fe（OH）₃Fe₂O₃+3H₂O；2Al（OH）₃Al₂O₃+3H₂O；故在空氣中放置較長時間至沉淀不再發(fā)生改變，得到沉淀質量為 n g為氫氧化鐵、氫氧化鋁的質量，灼燒沉淀所得最終固體 p g為Fe₂O₃、Al₂O₃，
A、根據n=計算氫氣的物質的量，根據電荷守恒，氫氧化亞鐵、氫氧化鋁沉淀中含有n（OH^-）等于金屬提供的電子的物質的量，等于生成氫氣的獲得的電子的物質的量，據此計算氫氧根離子的物質的量，再根據c=計算氫氧化鉀的物質的量濃度；
B、沉淀灼燒生成氧化鐵與氧化鋁，固體的質量與金屬的含量有關，不能氧化物的具體質量；
C、沉淀為氫氧化鐵、氫氧化鋁，沉淀的質量與金屬的含量有關，不能氧化物的具體質量；
D、按照極值方法計算，若mg全是Fe，計算生成得到的氧化鐵質量，若mg全是鋁，計算得到的氧化鋁的質量，實際固體的質量介于二者之間．
解答：A、根據電荷守恒，氫氧化亞鐵、氫氧化鋁沉淀中含有n（OH^-），等于金屬提供的電子的物質的量，等于生成氫氣的獲得的電子的物質的量，故生成的氫氣的物質的量等于參加反應的堿的物質的量的一半，故×2=cmol/L×V×10^-3L，整理得c=，故A正確；
B、若灼燒后的氧化物為氧化亞鐵、氧化鋁，氧化物的質量等于金屬質量與氧原子的質量之和，由電荷守恒可知氧原子的物質的量等于氫氧根離子物質的量的一半，故p=m+c×V×10^-3××16=m+，但灼燒后的固體為氧化鐵、氧化鋁，故p＞m+，故B錯誤；
C、加入KOH溶液，離子恰好沉淀時，生成的沉淀為氫氧化亞鐵、氫氧化鋁，其質量等于金屬的質量與含有的氫氧根離子的質量之和為m+c×V×10^-3×17=m+，在空氣中放置較長時間至沉淀不再發(fā)生改變，最終沉淀為氫氧化鐵、氫氧化鋁，故n＞m+c×V×10^-3×17=m+，故C錯誤；
D、若氧化物為氧化鐵，根據元素守恒，則質量為P=××160g/mol=，若mg全是鋁，得到的氧化物為氧化鋁，根據元素守恒，則質量為p=××102g/mol=，質量介于二者之間，故D正確；
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點評：本題綜合考查鐵鋁元素單質及化合物的性質、混合物的有關計算，注意利用方程式與電子轉移守恒尋找關系解答，注意氫氧化亞鐵氧化生成氫氧化鐵，題目計算量較大，且為無數(shù)據計算，難度較大．