Question

将一定量的Fe、Fe₂O₃和CuO的混合粉末加入到100mL 4.4mol/L的盐酸中，充分反应后，生成标况下氢气896mL．过滤，滤渣经洗涤、干燥后称量，质量为1.28g．此时将滤液加水稀释到320mL时，盐酸浓度为0.25mol/L．计算混合物中铁单质的质量．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：混合物与盐酸反应后，盐酸有剩余，则残留物没有Fe，只有Cu，滤液中含有剩余的HCl及FeCl₂，根据Cl原子守恒n_总（HCl）=n_剩余（HCl）+2n（FeCl₂），据此计算n（FeCl₂），设原有Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，根据Fe元素守恒和电子转移守恒列方程计算解答．

解答： 解：混合物与盐酸反应后，盐酸有剩余，则残留物没有Fe，只有Cu，滤液中含有剩余的HCl及FeCl₂，
根据Cl原子守恒：n_总（HCl）=n_剩余（HCl）+2n（FeCl₂），即0.1L×4.4mol/L=0.32L×0.25mol/L+2n（FeCl₂），解得n（FeCl₂）=0.18mol，
n（CuO）=n（Cu）=

1.28g

64g/mol

=0.02mol，
生成H₂为

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，
设原有Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，
由Fe元素守恒，可得：x+2y=0.18
根据电子转移守恒，可得：2x=2y+2×0.02+2×0.04；
联立方程，解得：x=0.1  y=0.04．
原混合物中单质铁的质量56g/mol×0.1mol=5.6g．
答：原混合物中Fe单质的质量为5.6g．

点评：本题考查混合物的计算，题目难度中等，本题根据盐酸有剩余判断物质反应的程度，再利用守恒法计算．