Question

12．某研究小组测定Cu～Fe合金和Al～Fe合金中铁的质量分数．向5.6g其中一种合金粉末中加入100g某溶质质量分数的稀硫酸，恰好完全反应，并产生ag氢气．下列说法正确的组合是
①当粉末为Cu～Fe合金时，反应所得溶液中一定含有Fe²⁺和Cu²⁺；
②当粉末为Cu～Fe合金时，若a为0.1g，则该种合金中含铁的质量分数为50%；
③当粉末为Al～Fe合金时，a＜0.2g；
④当粉末为Al～Fe合金时，所需稀硫酸溶质质量分数＞9.8%；（　　）

• A． ①③
• B． ②③
• C． ②④
• D． ③④

Answer 1

分析 Cu～Fe合金中，Cu和稀硫酸不反应，只有Fe和稀硫酸反应生成Fe²⁺；Al～Fe合金可先假设Al和Fe分别是5.6g时，各自和稀硫酸反应生成氢气的质量和所需硫酸溶质的质量，然后再来找出Al～Fe合金和稀硫酸反应生成氢气的范围及硫酸质量分数的范围．

解答 解：①、当粉末为Cu～Fe合金时，因为Cu和稀硫酸不反应，只有Fe和稀硫酸反应生成Fe²⁺，所以溶液中不可能有Cu²⁺．故①错误；
②、当粉末为Cu～Fe合金时，若a为0.1g，即氢气为0.1g，根据铁和稀硫酸反应方程式，用氢气质量求出铁的质量为2.8g，即合金中含铁的质量分数为50%．故②正确；
③、当粉末为Al～Fe合金时，假设铝为5.6g，通过计算可知5.6g铝会产生0.62g氢气；如果铁是5.6g，通过计算可知5.6g铁会产生0.2g氢气，也就是说5.6gAl～Fe合金产生的氢气质量大于0.2g而小于0.62g．故③错误；
④、当粉末为Al～Fe合金时，假设铝为5.6g，通过计算可知5.6g铝消耗硫酸溶质是30.5g，即100g硫酸溶液中溶质的质量分数为30.5%；如果铁是5.6g，通过计算可知5.6g铁消耗硫酸溶质是9.8g，即100g硫酸溶液中溶质的质量分数为9.8%，所以5.6gAl～Fe合金和硫酸反应需硫酸溶质的质量分数大于9.8% 而小于30.5%．故④正确．
由以上分析可知，C正确．
故选C．

点评 相同质量的金属与酸反应产生氢气的质量的多少与金属的相对原子质量有关．若相对原子质量越大，产生的氢气质量越小．