Question

16．铁铜混合粉末18.0g加入到100mL5.0mol•L^-1FeCl₃溶液中，充分反应后，剩余固体2.8g．下列说法正确的是（　　）

• A． 剩余固体是铁、铜混合物
• B． 原固体混合物中铜的质量是12.4g
• C． 反应后溶液中n（Fe³⁺）=0.10mol
• D． 反应后溶液中n（Fe²⁺）+N（Cu²⁺）=1mol

Answer 1

分析 铁比铜活泼，与FeCl₃溶液反应时先后发生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，原氯化铁溶液中含有氯化铁的物质的量为n（FeCl₃）=5mol/L×0.1L=0.5mol，结合反应的方程式解答．

解答 解：A．铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中，铁先与铁离子反应，氯化铁的物质的量是0.5mol，
设0.5mol铁离子完全反应消耗铁、铜的质量分别为m₁、m₂，则：
Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺    Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
64g 2mol                      56g    2mol
m₁ 0.5mol                     m₂   0.5mol
解得：m₁=16g，m₂=14g，
溶解的金属质量为：18g-2.8g=15.2g，14g＜15.2g＜16g，则铁完全反应、铜部分反应，且Fe³⁺完全反应，剩余的金属为Cu，故A、C错误；
B．设反应消耗铜的物质的量为n₁，反应的铁的物质的量为n₂，
则：①64n₁+56n₂=15.2g  ②n₁+n₂=$\frac{1}{2}$n（Fe³⁺）=0.25mol，解得：n₁=0.15mol、n₂=0.1mol，
则原来混合物中含有的铜的质量为：0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g，故B正确；
C．Fe³⁺完全反应，剩余的金属为Cu，故C错误；
D．根据反应方程式可知反应后溶液中n（Fe²⁺）=2n（Cu）+3n（Fe）=2×0.15mol+3×0.10mol=0.6mol，
反应后溶液中铜离子的物质的量为n（Cu²⁺）=n（Cu）=0.15mol，故n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=0.6mol+0.15mol=0.75mol，故D错误．
故选B．

点评 本题考查混合物的计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意根据反应的相关方程式从质量守恒的角度解答，题目难度中等．