Question

9．5.76g部分氧化的Fe、Cu合金样品（氧化产物为Fe₂O₃、CuO），经如下处理，下列说法正确的是（　　）

• A． V=224
• B． 样品中Fe的质量为2.14 g
• C． 未氧化前Fe元素的质量分数约为41.2%
• D． 样品中CuO的质量为3.52 g

Answer 1

分析 硫酸足量，由氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，铁离子优先反应，由于滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成，则滤液A中不含铁离子，滤渣3.2g为金属铜，物质的量为0.05mol，即合金样品中总共含有铜元素0.05mol，滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2g为Fe₂O₃，物质的量为0.02mol，铁元素的物质的量为0.04mol，以此来解答．

解答 解：A．滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2g为Fe₂O₃，其物质的量=$\frac{3.2g}{160g/mol}$=0.02mol，铁元素的物质的量为0.04mol，滤液A中溶质为过量H₂SO₄和FeSO₄，说明参加反应硫酸物质的量为0.04mol，含氢离子0.08mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H⁺和合金中的氧结合成水了，合金中Fe元素质量=0.04mol×56g/mol=2.24g，故合金中氧原子的物质的量$\frac{5.76g-3.2g-2.24g}{16g/mol}$=0.02mol，它结合氢离子0.04mol，所以硫酸中有0.08mol-0.04mol=0.04mol H⁺生成氢气，即生成0.02mol氢气，标况体积=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，故A错误；
B．固体为三氧化二铁，其物质的量为$\frac{3.2g}{160g/mol}$=0.02mol，铁元素的量为0.02mol×2=0.04mol，质量为：0.04mol×56g/mol=2.24g，故B错误；
C．合金中Fe元素的质量为：56g/mol×0.04mol=2.24g，Cu的质量为3.2g，则未氧化前Fe元素的质量分数约为$\frac{2.24g}{2.24g+3.2g}$×100%=41.2%，故C正确；
D．由于硫酸过量，生成氢气，滤液中不含铜离子，滤渣3.2g为金属铜，铜元素的物质的量为$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，若全部为氧化铜，氧化铜的质量为：80g/mol×0.05mol=4.0g，由于部分铜被氧化成氧化铜，则样品中氧化铜的质量一定小于4.0g，但是不能确定CuO的具体质量，故D错误．
故选C．

点评 本题考查金属及化合物的性质、混合物分离提纯综合应用等，为高频考点，题目难度中等，把握物质的性质及氧化还原反应等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查．