Question

部分氧化的Fe-Cu合金樣品（氧化產物為Fe₂O₃、CuO）共2.88g，經如下處理：下列說法正確的是（　　）

• A、濾液A中的陽離子為Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺
• B、V=448
• C、樣品中CuO的質量為2.0g
• D、樣品中Fe元素的質量為1.12 g

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：

分析：稀硫酸足量，由于氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，鐵離子優先反應，由于濾液A中不含銅離子，且有氣體氫氣生成，則濾液A中不含鐵離子，濾渣1.6g為金屬銅，物質的量為：

1.6g

64g/mol

=0.025mol，即合金樣品中總共含有銅元素0.025mol；
濾液A中加入足量氫氧化鈉溶液，所得濾渣灼燒得到的固體1.6g為Fe₂O₃，物質的量為：

1.6g

160g/mol

=0.01mol，則混合物中鐵元素的物質的量為0.02mol，利用極限法判斷樣品中金屬Fe、CuO的質量問題；
濾液A溶質為過量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質的量為0.02mol，說明參加反應硫酸物質的量為0.02mol，硫酸含氫離子0.04mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H⁺和合金中的氧結合成水了，計算合金中氧原子的物質的量，進而計算氧原子它結合氫離子物質的量，再根據H原子守恒生成氫氣的體積．

解答： 解：由于稀硫酸足量，且氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，則鐵離子優先反應，由于濾液A中不含銅離子，且有氣體氫氣生成，則濾液A中不含鐵離子，濾渣1.6g為金屬銅，物質的量為0.025mol，即合金樣品中總共含有銅元素0.025mol；
濾液A中加入足量氫氧化鈉溶液，所得濾渣灼燒得到的固體1.6g為Fe₂O₃，物質的量為0.01mol，鐵元素的物質的量為0.02mol；
濾液A溶質為過量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質的量為0.02mol，說明參加反應硫酸物質的量為0.02mol，硫酸含氫離子0.04mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H⁺和合金中的氧結合成水，
A．由上述分析可知，濾液A中的陽離子為Fe²⁺、H⁺，不存在鐵離子，故A錯誤；
B．最后溶液中溶質為過量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質的量為0.02mol，說明參加反應硫酸物質的量為0.02mol，含氫離子0.04mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H⁺和合金中的氧結合成水了，由于合金中氧原子的物質的量為：n（O）=

2.88g-1.6g-1.12g

16g/mol

=0.01mol，它結合氫離子0.02mol，所以硫酸中有0.04mol-0.02mol=0.02molH⁺生成氫氣，即生成0.01mol氫氣，標況體積=0.01mol×22.4L/mol=0.224=224ml，故B錯誤；
C．銅元素0.025mol，樣品中CuO的最大質量為：0.025mol×80g/mol=2g，部分氧化時，其CuO質量小于2g，故C錯誤；
D．鐵元素的物質的量為0.02mol，其質量為0.02mol×56g/mol=1.12g，故D正確；
故選D．

點評：本題考查混合物計算及物質的性質，為高頻考點，把握流程中反應過程是解答關鍵，側重解題方法與分析解決問題能力的考查，注意極限法與原子守恒在進行計算中的應用方法，難度中等．