Question

將一定質(zhì)量的鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入100mL 4.40 mol/L鹽酸中，充分反應后產(chǎn)生896 mL H2(標準狀況)，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．2.24g B．3.36g C．5.60g D．10.08g

 

Answer 1

C

【解析】

試題分析：根據(jù)溶液中還有較多H+離子剩余，且濾液中沒有Cu2+，可知殘留物沒有Fe只有Cu，因為單質(zhì)鐵會與H+反應，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe3+，因為Fe3+能與Cu反應。因此溶液中存在的陽離子為H+和Fe2+．陰離子只為氯離子。故n(H+)+2n(Fe2+）=n(Cl-)根據(jù)原子守恒和得失電子總數(shù)相等計算，反應有：CuO+2H+═Cu2++H2O，

Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，

Fe+2Fe3+═3Fe2+，

Fe+Cu2+═Fe2++Cu，

Fe+2H+═Fe2++H2↑．

由。n(H+)+2n(Fe2+）=n(Cl-)據(jù)原子守恒和得失電子總數(shù)相等可知n(H+)=0.4乘以0.2等于0.08 而n(Cl-)=0.1乘以4.4等于0.44 算得出n(Fe2+）=0.18 mol.據(jù)反應可知溶液中剩余的Fe2主要來源于Fe+2H+═Fe2++H2↑．Fe+2Fe3+═3Fe2+，F(xiàn)e+Cu2+═Fe2++Cu，這三個反應。由題意可知殘留固體1.28克，其實就是銅的質(zhì)量即0.02摩爾的銅。由Fe+Cu2+═Fe2++Cu算得出，這個反應消耗的鐵單質(zhì)為0.02摩爾，生成的Fe2為0.02摩爾。再由+ Fe+2H+═Fe2++H2↑可知，只有這個反應放出氫氣，所以氫氣的物質(zhì)的量為0.869除以22.4等于0.04摩爾即在這個反應中消耗了鐵單質(zhì)0.04摩爾，同時生成了0.04摩爾的Fe2+。所以可知由Fe+2Fe3+═3Fe2生成的Fe2為0.18減去0.02減去0.04等于0.12摩爾。由反應Fe+2Fe3+═3Fe2可知，在這個反應中消耗了0.04摩爾的鐵單質(zhì)，所以綜合這三個反應可知，總共消耗了鐵單質(zhì)為0.04+0.04+0.02等于0.1摩爾，所以鐵單質(zhì)的質(zhì)量為5.6g

考點：考查物質(zhì)的量以及電荷守恒的相關知識點。