Question

6．部分氧化的FeCu合金樣品（氧化產(chǎn)物為Fe₂O₃、CuO）共5.76g，經(jīng)如圖處理：下列說法正確的是（　　）

• A． V=44.8
• B． 原樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.89%
• C． 濾液A中的陽離子為Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺
• D． 樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g

Answer 1

分析 A．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，濾液A溶質(zhì)為過量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質(zhì)的量為0.04mol，說明參加反應(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，計算合金中氧元素的質(zhì)量，進(jìn)而計算合金中氧原子的物質(zhì)的量，計算氧原子結(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；
B．結(jié)合A根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算Fe元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
C．硫酸足量，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；
D．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，利用極限法判斷樣品中CuO的質(zhì)量問題．

解答 解：A．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，其物質(zhì)的量=$\frac{3.2g}{160g/mol}$=0.02mol，鐵元素的物質(zhì)的量為0.04mol，濾液A中溶質(zhì)為過量H₂SO₄和FeSO₄，說明參加反應(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，合金中Fe元素質(zhì)量=0.04mol×56g/mol=2.24g，故合金中氧原子的物質(zhì)的量$\frac{5.76g-3.2g-2.24g}{16g/mol}$=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A錯誤；
B．合金中Fe元素的質(zhì)量為：56g/mol×0.04mol=2.24g，故合金中Fe元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{2.24g}{5.76g}$×100%=38.89%，故B正確；
C．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中陽離子為：Fe²⁺、H⁺，故C錯誤
D．由于硫酸過量，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$\frac{3.2g}{64g/mol}$=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D錯誤；
故選B．

點評 本題考查混合物計算，題目難度中等，明確反應(yīng)過程是解答關(guān)鍵，試題側(cè)重解題方法與分析解決問題能力的考查，注意利用極限法與原子守恒解答．