题目内容

【题目】已知氧化性.现有一包铁粉和铜粉混合粉末,某实验小组为了确定其组成,利用溶液(其他用品略),与混合粉末反应,实验结果如下(假定反应前后溶液体积不变):

组别

50

50

50

50

混合粉末质量/

1.2

2.4

3.6

4.8

反应后剩余固体质量/

0

0.64

1.92

3.12

分析表中数据,下列结论不正确的是

A. 第①组反应后溶液中剩余

B. 第②、③组剩余固体全是铜

C. 第④组的滤液中

D. 原混合粉末中

【答案】C

【解析】

还原性:Fe>Cu,故Fe3+优先Fe反应(Fe+2Fe3+=3Fe2+),Fe完全反应后若Fe3+有剩余,则再与铜反应(Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+),所以剩余的固体可以是铜,可以是铁和铜的混合物;根据第②组数据中可以得出FeCl3溶液全部参与反应,50mL FeCl3溶液能溶解金属质量为:2.4g-0.64g=1.76g>1.2g,大于第①组溶解的金属质量,故第①组金属完全反应,且FeCl3有剩余;第②组实验中FeCl3溶液全部参与反应,FeCl3物质的量为:0.05L×1.2mol/L=0.06mol,假设只发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,参加反应金属的物质的量为0.03mol,溶解的Fe的质量为:0.03mol×56g/mol=1.68gg<1.76g,所以铁完全溶解的同时还有部分Cu溶解,则剩余的0.64g固体全部为Cu;第③组实验中溶解金属为:3.6g-1.92g=1.68g,混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应,剩余1.92g为Cu,合金中Fe与Cu的质量之比为:1.68g:1.92g=7:8;故第④组实验中,剩余固体为Fe、Cu,

A. 根据分析可以知道,第①组反应中金属完全反应,有分析知道,第②

组实验2.4g合金溶解后,剩余的全是Cu,则溶解的合金为2.4-0.64=1.76g,1.76g合金含Fe、Cu的物质的量分别为x、y,可得56x64y=1.76,2x2y=0.06,解得x=0.02mol,y=0.01mol,由此可知2.4g合金中含Fe0.02mol,Cu0.01=0.02mol,由此推知1.2g合金中含有铁0.01mol,含有铜的物质的量为0.01mol,根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+可以知道,金属消耗铁离子的物质的量为:0.01mol×2+0.01mol×2=0.04mol,①反应后的溶液中铁离子浓度为:=0.4mol/L,故A正确;

B. 根据分析可以知道,第②、③组剩余的全部为铜,故B正确;

C. 由上述分析可以知道,第④组实验剩余金属为FeCu,参加反应金属为1.68g,其物质的量为0.03mol,由Fe+2Fe3+=3Fe2+,可以知道溶液中n(Fe2+)=0.09mol,故c(Fe2+)==1.8mol/L,C错误;

D. 第③组实验中溶解金属为:3.6g-1.92g=1.68g,混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应,剩余1.92g为Cu,合金中Fe与Cu的质量之比为:1.68g:1.92g=7:8,则二者的物质的量之比为:=1:1,故D正确;

本题答案为C。

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