Question

1．將一定質(zhì)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(yīng)后產(chǎn)生224mL H₂（標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)鐵的質(zhì)量是（　�。�

• A． 1.68g
• B． 4.48g
• C． 5.60g
• D． 無法計(jì)算

Answer 1

分析 反應(yīng)后溶液中還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知?dú)埩粑餂]有Fe，只有Cu，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，溶液中陽離子為H⁺和Fe²⁺，參加反應(yīng)的HCl中的H元素轉(zhuǎn)化到氫氣、水中，根據(jù)H原子守恒，計(jì)算混合物中O原子物質(zhì)的量，根據(jù)Cu元素守恒計(jì)算n（CuO），再根據(jù)O原子守恒計(jì)算n（Fe₂O₃），溶液后溶液中氯離子物質(zhì)的量不變，根據(jù)電荷守恒計(jì)算n（Fe²⁺），再根據(jù)Fe原子守恒計(jì)算n（Fe），根據(jù)m=nM計(jì)算鐵的質(zhì)量．

解答 解：反應(yīng)后溶液中還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知?dú)埩粑餂]有Fe，只有Cu，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，溶液中陽離子為H⁺和Fe²⁺，
反應(yīng)后剩余n（H⁺）=0.4mol/L×0.2L=0.08mol，原溶液中n（HCl）=4.4mol/L×0.1L=0.44mol，
參加反應(yīng)的HCl中的H元素轉(zhuǎn)化到氫氣、水中，根據(jù)H原子守恒，2n（H₂O）+2n（H₂）=n_總（HCl）-n_余（H⁺），即2n（H₂O）+2×$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.44mol-0.08mol，解得n（H₂O）=0.17mol，故混合物中n（O）=n（H₂O）=0.17mol，
由銅元素守恒，則n（CuO）=n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，
由O原子守恒：3n（Fe₂O₃）+n（CuO）=0.17mol，則n（Fe₂O₃）=0.05mol
由氯離子守恒：2n（Fe²⁺）+n（H⁺）=n（Cl^-），則n（Fe²⁺）=$\frac{0.44mol-0.08mol}{2}$=0.18mol，
由Fe原子守恒，n（Fe）=n（Fe²⁺）-2n（Fe₂O₃）=0.18mol-0.05mol×2=0.08mol，
故混合物中Fe的質(zhì)量為0.08mol×56g/mol=4.48g，
故選B．

點(diǎn)評 本題考查混合物計(jì)算，注意從溶液存在的離子判斷物質(zhì)反應(yīng)的程度，注意利用守恒的方法計(jì)算，題目難度中等．