Question

14．現有兩種金屬組成的混合物，把5.6g該混合物加入到100g一定溶質質量分數的稀硫酸中，恰好完全反應，產生氫氣物質的量為w．則下列說法中正確的是（　　）

• A． 若混合物為Zn、Al，w不可能是0.1mol
• B． 若混合物為Zn、Fe，w可能大于0.1mol
• C． 若混合物為Fe、Mg，則加入的稀硫酸中溶質質量分數一定大于9.8%
• D． 若混合物為Cu、Fe，w是0.05mol，則混合物中Fe與Cu的質量比1：1

Answer 1

分析 A．根據反應方程式利用極值法進行計算；
B．根據鐵、鋅與稀硫酸反應的方程式利用極值法分析；
C．鎂和稀硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣；
D．銅不與稀硫酸反應，根據反應方程式計算出鐵的質量，然后計算出二者質量比．

解答 解：A．鋅、鋁和稀硫酸反應的化學方程式及其質的量關系為：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，
                                                                                           65g                     1mol    54g                                    3mol
由以上關系可知，5.6g鋅和稀硫酸恰好完全反應生成的氫氣小于0.1mol，5.6g鋁和稀硫酸恰好完全反應生成的氫氣大于0.1mol，因此若混合物為Zn、Al，w可能是0.1mol，故A錯誤；
B．鐵和稀硫酸反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
                                                     56g                    1mol，
5.6g鐵和稀硫酸恰好完全反應生成的氫氣的物質的量為0.1mol，由A中可知，5.6g鋅和稀硫酸恰好完全反應生成的氫氣小于0.1mol，因此若混合物為Fe、Zn，w一定小于0.1mol，w不可能大于0.1mol，故B錯誤；
C．設5.6g鐵消耗硫酸的質量為y，5.6g鎂消耗硫酸的質量為z，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑，
56  98                             24  98
5.6g y                            5.6g  z
則：$\frac{56}{5.6}=\frac{98}{y}$，$\frac{24}{5.6}=\frac{98}{z}$，
y=9.8g，z=22.9g，
則加入的稀硫酸中溶質質量分數最小為：$\frac{9.8g}{100g}$×100%=9.8%，稀硫酸中溶質的最大質量分數為：$\frac{22.9g}{100g}$×100%=22.9%，所以該硫酸的質量分數一定大于9.8%，故C正確；
D．設鐵的質量為x，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56g                     1mol
x                        0.05mol
則：$\frac{56}{x}=\frac{1}{0.05}$，
解得：x=2.8g，
則混合物中Fe和Cu的質量比為：2.8g：（5.6g-2.8g）=1：1，故D正確；
故選CD．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，試題側重考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．