Question

1．已知：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺．将一定质量Fe、Fe₂O₃、CuO的混合粉末放入100mL 3.40mol/L盐酸中，充分反应后，产生672mL H₂（标准状况）残留固体1.28g．过滤，滤液中无Cu²⁺．将滤液加水稀释到200mL，测得其中c（H⁺）为0.30mol/L．则原混合物中单质Fe的质量是（　　）

• A． 2.80g
• B． 3.36g
• C． 4.48g
• D． 5.60g

Answer 1

分析 根据溶液中还有较多H⁺离子剩余，且滤液中没有Cu²⁺，可知残留物没有Fe，只有Cu，而Cu可以残留说明溶液中没有Fe³⁺，阳离子为H⁺和Fe²⁺．根据原子守恒和得失电子总数相等计算．

解答 解：既然还有较多H⁺离子剩余，且滤液中没有Cu²⁺，可知残留物没有Fe，只有Cu，
而Cu可以残留说明溶液中没有Fe³⁺，阳离子为H⁺和Fe²⁺．反应有：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O，
Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，
Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，
Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．根据原子守恒和得失电子总数相等计算．设原有Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，CuO为zmol，
生成Cu为$\frac{1.28g}{64g/moL}$=0.02mol，
生成H₂为$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，
根据得失电子总数相等知：2x=2y+2×0.02+2×0.03；
又根据Cl^-知：2（x+2y）+0.2×0.30=0.1×3.40．
将上述两式联立解出：x=0.08，y=0.03．
原混合物中单质铁的质量56g/mol×0.08mol=4.48g．
故选C．

点评 本题考查混合物的计算，题目难度中等，本题注意从溶液存在的离子判断物质反应的程度，利用守恒的方法计算．