Question

17．已知X为FeO和CuO的混合物，取两份等质量的X样品进行下列实验：设第3步所得固体D的质量为 32g，溶液E中只含有一种金属离子，气体F在标准状况下体积为5.6 L，则X中FeO与CuO的物质的 量之比为（　　）

• A． 4：1
• B． 1：2
• C． 2：1
• D． 1：1

Answer 1

分析 FeO可与盐酸反应生成氯化亚铁和水，CuO可与盐酸反应生成氯化铜和水，FeO、CuO都能与CO反应，分别生成铁、铜及二氧化碳．据此可判断A为氯化亚铁、氯化铜及剩余盐酸的混合溶液，固体B则为铁、铜的混合物．A、B混合时铁与氯化铜及盐酸继续反应，得到氯化亚铁、铜和氢气，由于反应后所得溶液E中仍有剩余的盐酸且只含有一种金属离子，可判断出固体B中铁、A中的氯化铜完全反应，固体D全部为铜；根据变化前后元素质量不变，由固体D铜的质量，可求得混合物X中CuO的质量，由与铁反应生成铜、氢气的质量，可计算出固体B中铁的质量，最后根据质量守恒定律计算出X中FeO与CuO的物质的量之比．

解答 解：X为FeO和CuO的混合物，由转化关系可知，A中含HCl、FeCl₂、CuCl₂，B中含Fe、Cu，C为CO₂，B与A反应生成F为H₂，还原性Fe＞Cu，则Fe与A中阳离子反应，固体D为Cu，E为一定含FeCl₂，
所得固体D的质量为32g，溶液E中只含一种金属离子，气体F在标准状况下体积为5.6L，
由Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，可知与盐酸反应的Fe的质量为：56g/mol×$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$mol^-1=14g，
由题意可知一份X中含Cu的质量为32 g÷2=16 g，则每份中CuO的物质的量为：n（CuO）=n（Cu）=$\frac{16g}{64g/mol}$=0.25mol；
由　Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu 差量
    64　　  56　　　　8
   16g
得16 g Cu²⁺与Fe反应的差量为：8g×0.25=2 g，
与16 g Cu²⁺反应的Fe的质量为：$\frac{56×2}{8}$=14 g，
所以一份X中含Fe的质量为14 g+14g=28 g，根据质量守恒可知：n（FeO）=n（Fe）=$\frac{28g}{56g/mol}$=0.5mol，
X中FeO与CuO的物质的量之比为：0.5mol：0.25mol=2：1，
故选C．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握物质的量与摩尔质量之间的关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．