Question

6．有一鐵粉和氧化銅的混合物8.32g，進行如下實驗：

根據實驗所得數據，有關說法正確的是（　　）

• A． 無色氣體的質量為0.2g
• B． 原混合物中鐵的質量為7.0g
• C． 反應后的溶液中金屬離子物質的量為0.1 mol
• D． 反應消耗的H₂SO₄物質的量為0.15 mol

Answer 1

分析 生成可燃性氣體，說明發生反應：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，得到的溶液只有一種金屬離子，則發生CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O后，又發生CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu，且Cu被完全置換，根據Cu的質量計算CuO質量，進而計算Fe的質量，根據電子轉移計算生成氫氣的質量，根據硫酸根守恒可知n_反應（H₂SO₄）=n（FeSO₄），再由Fe原子守恒可知n_反應（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe），據此分析解答．

解答 解：生成可燃性氣體，說明發生反應：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，溶液為淺綠色，只有一種金屬離子，則發生CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O后，又發生CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu，且Cu被完全置換，生成1.28gCu，n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，由Cu元素守恒可知n（CuO）=n（Cu）=0.02mol，故混合物中m（CuO）=0.02mol×80g/mol=1.6g，則m（Fe）=8.32g-1.6g=6.72g，n（Fe）=$\frac{6.72g}{56g/mol}$=0.12mol，
A．設氫氣的物質的量為nmol，根據電子轉移守恒，由2n+0.02mol×2=0.12mol×2，解得n=0.1mol，故氫氣的質量=0.1mol×2g/mol=0.2g，故A正確；
B．通過以上分析知，Fe的質量為6.72g，故B錯誤；
C．根據硫酸根守恒可知n_反應（H₂SO₄）=n（FeSO₄），再由Fe原子守恒，可知n_反應（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）=0.12mol，故C錯誤；
D．溶液中金屬離子是亞鐵離子，根據Fe原子守恒得n（Fe²⁺）=n（Fe）=0.12mol，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查混合物的計算，為高頻考點，題目難度中等，側重考查學生分析判斷能力，明確物質之間反應及反應先后順序是解本題關鍵，注意原子守恒、轉移電子守恒的靈活運用．