Question

8．铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL 5.0mol•L^-1FeCl₃溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g．下列说法正确的是（　　）

• A． 剩余固体是铜
• B． 原固体混合物中铜的质量是9.6g
• C． 反应后溶液中n（Fe³⁺）=0.10mol
• D． 反应后溶液中n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=0.75mol

Answer 1

分析 由于铁比铜活泼，则与FeCl₃溶液反应时的先后顺序为：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：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
m₁=$\frac{64g×0.5mol}{2mol}$=16g，
m₂=$\frac{56g×0.5mol}{2mol}$=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，
A．根据分析可知，剩余的金属为Cu，故A正确；
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错误；
C．由于铜剩余，则Fe³⁺完全反应，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正确；
故选AD．

点评 本题考查混合物反应的计算，为高频考点，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题侧重于学生的分析能力和计算能力．