Question

4．取膽礬和鐵粉組成的混和物，放入水中充分反應后，過濾取出固體殘渣，洗滌干燥，稱量其質量比原混和物質量減輕36.3g；取同質量的原混和物放入水中充分反應后再加入足量的稀硫酸，充分作用后過濾，將濾液蒸干，得到FeSO₄•7H₂O晶體，稱其質量比原混和物質量增加1.35g．則混合物中膽礬和鐵粉的物質的量之比為（　　）

• A． 1：1
• B． 2：3
• C． 3：5
• D． 6：7

Answer 1

分析 鐵與銅離子的反應為：Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，設出混合物中膽礬、鐵粉的物質的量，分別根據鐵粉過量、不足結合題中數據來源差量法計算出二者的物質的量，再計算出物質的量之比即可．

解答 解：鐵與銅離子的反應為：Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，設膽礬的物質的量為x、鐵粉的物質的量為y，
當混合物中鐵粉過量時，利用差量法，則銅離子完全反應，該置換反應中固體增加的質量為：64x-56x=8x，則混合物溶于水后固體減少的質量為：①250x-8x=36.3，
根據鐵元素守恒可知，FeSO₄•7H₂O的物質的量為y，根據混合物質量增加了1.35g可得：②250x+56y+1.35=278y，
根據①②聯立解得：x=0.15、y=0.175，混合物中膽礬和鐵粉的物質的量之比為：0.15mol：0.175mol=6：7，故D正確；
當混合物中鐵粉不足時，銅離子部分反應，鐵完全反應，則：③250x-8y=36.3，
結合②③可得：x=1.56，y=0.176，由于鐵粉不足，應該y＜x，不符合題意，
故選D．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度較大，明確發生反應原理及混合物質量變化的原因為解答關鍵，注意討論法、差量法在化學計算中的應用，試題培養了學生的分析、理解能力及化學計算能力．