Question

部分氧化的鐵銅合金樣品（氧化產物為Fe₂O₃、CuO）共5.76g，經如下處理：下列說法正確的是（　　）

• A、濾液A中的陽離子為Fe³⁺、Fe²⁺、H⁺
• B、V=896
• C、樣品中CuO的質量為4.0g
• D、樣品中Fe元素的質量為2.24g

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：A．硫酸足量，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；
B．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3.2g為Fe₂O₃，物質的量為0.02mol，鐵元素的物質的量為0.04mol，濾液A溶質為過量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質的量為0.04mol，說明參加反應硫酸物質的量為0.04mol，硫酸含氫離子0.08mol，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，計算合金中氧元素的質量，進而計算合金中氧原子的物質的量，計算氧原子結合氫離子物質的量，再根據H原子守恒生成氫氣的體積；
C．濾渣3.2g為金屬銅，物質的量為0.05mol，即合金樣品中總共含有銅元素0.05mol，利用極限法判斷樣品中CuO的質量問題；
D．利用Fe元素守恒計算Fe元素質量．

解答： 解：硫酸足量，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3.2g為金屬銅，物質的量為

3.2g

64g/mol

=0.05mol，即合金樣品中總共含有銅元素0.05mol，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3.2g為Fe₂O₃，其物質的量=

3.2g

160g/mol

=0.02mol，鐵元素的物質的量為0.04mol，濾液A溶質為過量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質的量為0.04mol，說明參加反應硫酸物質的量為0.04mol，硫酸含氫離子0.08mol，其中部分氫離子生成氫氣，外的H⁺和合金中的氧結合成水了，
A．由上述分析可知，濾液A中陽離子為Fe²⁺、H⁺，故A錯誤；
B．合金中Fe元素質量=0.04mol×56g/mol=2.24g，Cu元素質量為3.2g，故合金中氧原子的物質的量

5.76g-3.2g-2.24g

16g/mol

=0.02mol，它結合氫離子0.04mol，所以硫酸中有0.08mol-0.04mol=0.04mol H⁺生成氫氣，即生成0.02mol氫氣，標況體積=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，故B錯誤；
C．濾液中不含銅離子，濾渣3.2g為金屬銅，若全部為氧化銅，氧化銅的質量為：80g/mol×0.05mol=4.0g，由于部分銅被氧化成氧化銅，則樣品中氧化銅的質量一定小于4.0g，故C錯誤；
D．合金中Fe元素的質量為：56g/mol×0.04mol=2.24g，故D正確，
故選D．

點評：本題考查混合物計算，根據離子的氧化性強弱明確楚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，注意利用極限法與原子守恒解答，難度中等．