Question

将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100mL 4.40mol/L盐酸中，充分反应后产生896mL 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0.400mol/L．则原混合物中氧化铁的质量是（　　）

• A、2.4g
• B、3.36g
• C、5.60g
• D、6.4g

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：反应后溶液中还有较多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⁺，溶液中阳离子为H⁺和Fe²⁺，参加反应的HCl中的H元素转化到氢气、水中，根据H原子守恒，计算混合物中O原子物质的量，根据Cu元素守恒计算n（CuO），再根据O原子守恒计算n（Fe₂O₃），根据m=nM计算氧化铁的质量．

解答： 解：反应后溶液中还有较多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⁺，溶液中阳离子为H⁺和Fe²⁺，
反应后剩余n（H⁺）=0.4mol/L×0.2L=0.08mol，原溶液中n（HCl）=4.4mol/L×0.1L=0.44mol，
参加反应的HCl中的H元素转化到氢气、水中，根据H原子守恒，2n（H₂O）+2n（H₂）=n_总（HCl）-n_余（H⁺），即2n（H₂O）+2×

0.896L

22.4L/mol

=0.44mol-0.08mol，n（H₂O）=0.14mol，故混合物中n（O）=n（H₂O）=0.14mol，
由铜元素守恒，则n（CuO）=n（Cu）=

1.28g

64g/mol

=0.02mol，
由O原子守恒：3n（Fe₂O₃）+n（CuO）=0.14mol，则n（Fe₂O₃）=0.04mol
m（Fe₂O₃）=0.04mol×160g/mol=6.4g，
故选D．

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