Question

13．將一定質量的鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入70mL 4.0mol/L鹽酸中，充分反應后產生448mL H₂（標準狀況），殘留固體0.64g．過濾，濾液中無Cu²⁺．將濾液加水稀釋到200mL，測得其中c（H⁺）為0.20mol/L．則原混合物中單質鐵的質量是（　　）

• A． 2.80g
• B． 3.25g
• C． 3.36g
• D． 4.48g

Answer 1

分析 根據溶液中還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知殘留物沒有Fe，只有Cu，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，陽離子為H⁺和Fe²⁺．根據原子守恒和得失電子總數相等計算．

解答 解：既然還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知殘留物沒有Fe，只有Cu．
而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，陽離子為H⁺和Fe²⁺，反應有：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，、Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，
根據原子守恒和得失電子總數相等計算，設原有Fe為xmol，Fe₂O₃為ymol，CuO為zmol，
生成Cu為：$\frac{0.64g}{64g/mol}$=0.01mol，
生成H₂為：$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，
根據得失電子總數相等知：2x=2y+2×0.01+2×0.02；
又根據Cl^-知：2（x+2y）+0.2×0.200=0.07×4.0，
將上述兩式聯立解出：x=0.06，y=0.03，
原混合物中單質鐵的質量為：56g/mol×0.06mol=3.36g，
故選C．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，本題注意從溶液存在的離子判斷物質反應的程度，利用守恒的方法計算，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．