Question

10．鐵、銅混合粉末18.0g加人到100m1 5.0mol/L FeC1₃溶液中，剩余固體質量為3.2g，下列說法正確的是（　　）

• A． 剩余固體是鐵、銅混合物
• B． 原固體混合物中銅的質量是6.4g
• C． 反應后溶液中n（Fe^3十）=0．l0mol
• D． 反應后溶液中n（Fe^2十）+n（Cu^2十）=0.75mo1

Answer 1

分析 A．鐵的還原性強于銅，把鐵、銅混合粉末加入氯化鐵溶液中，先后發生：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中n（FeCl₃）=5mol/L×0.1L=0.5mol，計算0.5mol鐵離子完全反應，分別消耗Cu、Fe的質量，再根據參加反應的金屬質量判斷剩余固體的組成；
B．列方程計算參加反應的Cu、Fe物質的量，原固體混合物中Cu的質量=參加反應Cu的質量+剩余固體Cu的質量；
C．金屬有剩余，則Fe³⁺完全反應；
D．反應后溶液為FeC1₂、CuC1₂溶液，根據電荷守恒可知：n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=$\frac{1}{2}$n（Cl^-）．

解答 解：A．鐵的還原性強于銅，把鐵、銅混合粉末加入氯化鐵溶液中，先后發生：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中n（FeCl₃）=5mol/L×0.1L=0.5mol，
設0.5mol鐵離子完全反應消耗Cu、Fe的質量分別為m₁、m₂，則：
Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺   Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
64g 2mol             56g 2mol
m₁ 0.5mol            m₂ 0.5mol
m₁=$\frac{64g×0.5mol}{2mol}$=16g，
m₂=$\frac{56g×0.5mol}{2mol}$=14g，
溶解的金屬質量是18-3.2=14.8，則兩種金屬都參與反應，Fe³⁺完全反應，剩余的金屬是銅，故A錯誤；
B．設反應的銅的物質的量是n₁ mol，反應的鐵物質的量為n₂mol，則：
64n₁+56n₂=14.8
2n₁+2n₂=0.5
解得：n₁=0.1，n₂=0.15，
則原來含有的銅的質量是：0.1mol×64g/mol+3.2g=9.6g，故B錯誤；
C．金屬有剩余，則Fe³⁺完全反應，反應后溶液中沒有Fe³⁺，故C錯誤；
D．反應后溶液為FeC1₂、CuC1₂溶液，根據電荷守恒可知：n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=$\frac{1}{2}$n（Cl^-）=$\frac{0.5mol×3}{2}$=0.75mol；
故選：D．

點評 本題考查混合物的計算，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，關鍵是明確發生反應先后順序及判斷反應剩余固體組成，難度中等．