Question

將一定量的Fe、Fe₂O₃、CuO的混合物放入體積為100mL、濃度為2.1mol?L^-1的H₂SO₄溶液中，充分反應后，生成氣體896mL（標準狀況），得到不溶固體1.28g．過濾后，濾液中的金屬離子只有Fe²⁺（假設濾液體積仍為100mL）．向濾液中滴加2mol?L^-1NaOH溶液，直至30mL時開始出現沉淀．則原混合物中Fe物質的量為（　　）

• A、2 mol
• B、1.2 mol
• C、0.1mol
• D、1.6 mol

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：向濾液中加入2mol/L NaOH溶液至30mL時開始出現沉淀，說明固體與稀硫酸反應后稀硫酸有剩余，故Fe完全反應；由于過濾后，濾液中的金屬離子只有Fe²⁺（假設濾液體積仍為100mL），故固體和硫酸反應后的鹽只有硫酸亞鐵，則固體與稀硫酸反應后的溶液是硫酸和硫酸亞鐵的混合物，不溶物1.28g為Cu，根據氫氧化鈉的物質的量計算剩余硫酸的物質的量，其余的硫酸根離子與亞鐵離子構成硫酸亞鐵，根據硫酸根守恒n（FeSO₄）=n（H₂SO₄），設混合物中Fe為xmol，Fe₂O₃為ymol，根據Fe元素守恒及轉移電子守恒列方程計算解答．

解答： 解：與氫氧化鈉反應的硫酸的物質的量=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×2mol/L×0.03L=0.03mol，
剩余的硫酸的物質的量=2.1mol/L×0.1L-0.03mol=0.21mol-0.03mol=0.18mol，剩余硫酸與固體反應生成了硫酸亞鐵，根據硫酸根守恒n（FeSO₄）=n（H₂SO₄）=0.18mol，
不溶物為Cu，其物質的量為

1.28g

64g/mol

=0.02mol，生成氫氣物質的量為

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，
設混合物中Fe為xmol，Fe₂O₃為ymol，
根據Fe元素守恒：x+2y=0.18
根據電子轉移守恒：2x=2y+0.02×2+0.04×2
聯立方程，解得x=0.1 y=0.04
故選C．

點評：本題考查了有關混合物的計算，難度中等，明確發生的反應是關鍵，注意利用原子守恒與電子轉移守恒進行解答．