Question

19．稱取鐵粉和氧化銅的混合物6.40g，進行如下實驗：

根據實驗所得數據，下列說法正確的是（　　）

• A． 原混合物中銅元素的質量不一定為0.64g
• B． 生成氣體體積為2.016L
• C． 實驗中反應的硫酸的物質的量為0.1mol
• D． 原混合物中鐵的質量分數為87.5%

Answer 1

分析 生成可燃性氣體，說明鐵粉過量，發生反應：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，反應后的溶液為淺綠色，且只有一種金屬離子，則發生反應CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O后，又發生CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu，且Cu被完全置換；根據Cu的質量計算CuO質量，進而計算Fe的質量，根據電子轉移計算生成氫氣的質量．

解答 解：生成可燃性氣體，說明發生反應Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，溶液為淺綠色，只有一種金屬離子，則發生CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O后，又發生CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu，且Cu被完全置換，
生成0.64gCu，其物質的量：$\frac{0.64}{g64g/mol}$=0.01mol，由Cu元素守恒可知n（CuO）=n（Cu）=0.01mol，
故混合物中：m（CuO）=0.01mol×80g/mol=0.8g，則：m（Fe）=6.40g-0.8g=5.6g，n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，
A．根據分析可知，銅的質量為0.64g，故A錯誤；
B．設氫氣的物質的量為nmol，根據電子轉移守恒可得：2n+0.01mol×2=0.1mol×2，解得n=0.09mol，沒有告訴在標準狀況下，不能使用標準狀況下氣體摩爾體積計算氫氣體積，故B錯誤；
C．鐵的物質的量為0.1mol，反應生成溶質為硫酸亞鐵，則反應消耗的硫酸的物質的量為0.1mol，故C正確；
D．由上述分析可知，Fe的質量為5.6g，混合物中Fe的質量分數為：$\frac{5.6g}{6.4g}$×100%=87.5%，故D正確；
故選CD．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應的原理為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養了學生的化學計算能力．