Question

某含铁样品5.6g与足量稀硫酸完全反应后产生氢气0.195g，则其所含杂质可能是（ ）
A．Na
B．Mg
C．Al
D．Zn

Answer 1

【答案】分析：采用极值法先计算纯铁5.6g能生成氢气的质量，然后再确定杂质的类别．假设样品中全部是铁，计算一下5.6g铁能产生多少氢气，再与0.195g作比较，若计算值比0.195g大，说明混有的金属产生氢气的能力不如铁，或者说根本就不会产生氢气；若计算值比0.195g小，说明混有的金属产生氢气的能力比铁强．
解答：解：设纯铁5.6g能生成氢气的质量为x，则有
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             2
5.6g           x
=
    x=0.2g
设纯钠5.6g能生成氢气的质量为y，则有
2Na+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂↑
46              2
5.6g            y
=
    y≈0.24g
设纯镁5.6g能生成氢气的质量为z，则有
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
24             2
5.6g           z
=
    z≈0.47g
设纯铝5.6g能生成氢气的质量为a，则有
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
54                     6
5.6g                   a
=
    a≈0.62g
设纯锌5.6g能生成氢气的质量为b，则有
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
65             2
5.6g           b
=
b≈0.17g
根据平均值法，若是铁与钠或镁或铝的混合物，则生成的氢气质量应该大于0.2g，不可能为0.195g，故混有的杂质是锌．
故选D．
或者：
设该金属混合物为纯净金属M，其化合价为+2价，其相对原子质量为x．
M+H₂SO₄=MSO₄+H₂↑
x            2
5.6g        0.195g
=
x=57.4
由于铁本身的相对原子质量为56，所以含有的杂质的相对原子质量大于57.4，所以含有的杂质为锌．故选D．
点评：本题考查了混合金属与酸反应生成氢气的质量关系，完成此类题目，可以首先采用极值法，然后采用平均值法进行．