Question

將一定質量的鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入100mL4.40mol/L鹽酸中，充分反應后產生896mL 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．已知Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，且氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺．則原混合物中單質鐵的質量是（　　）

A．2.4g

B．3.36g

C．5.60g

D．10.08g

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

1.28g

64g/moL

=0.02mol，
生成H₂為

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，
根據得失電子總數相等知：2x=2y+2×0.02+2×0.04；
又根據Cl^-知：2（x+2y）+0.2×0.400=0.1×4.40．
將上述兩式聯立解出：x=0.1，y=0.04．
原混合物中單質鐵的質量56g/mol×0.1mol=5.6g．
故選C．

點評：本題考查混合物的計算，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．