Question

部分氧化的Fe-Cu合金样品（氧化产物为Fe₂O₃、CuO）共2.88g，经如下处理：下列说法正确的是（　　）

• A、滤液A中的阳离子为Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺
• B、V=224
• C、样品中CuO的质量为2.0g
• D、样品中Fe元素的质量为1.12 g

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,铁的氧化物和氢氧化物,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：

分析：A．硫酸足量，氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，铁离子优先反应，由于滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成，则滤液A中不含铁离子；
B．滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体1.6g为Fe₂O₃，物质的量为0.01mol，铁元素的物质的量为0.02mol，滤液A溶质为过量H₂SO₄和FeSO₄，而铁元素物质的量为0.02mol，说明参加反应硫酸物质的量为0.02mol，硫酸含氢离子0.04mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H⁺和合金中的氧结合成水了，计算合金中氧元素的质量，进而计算合金中氧原子的物质的量，计算氧原子结合氢离子物质的量，再根据H原子守恒生成氢气的体积；
C．滤渣1.6g为金属铜，物质的量为0.025mol，即合金样品中总共含有铜元素0.025mol，利用极限法判断样品中CuO的质量问题；
D．利用Fe元素守恒计算Fe元素质量．

解答： 解：A．硫酸足量，氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，铁离子优先反应，由于滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成，则滤液A中不含铁离子，故A错误；
B．滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体1.6g为Fe₂O₃，物质的量为

1.6g

160g/mol

=0.01mol，铁元素的物质的量为0.02mol，滤液A溶质为过量H₂SO₄和FeSO₄，而铁元素物质的量为0.02mol，说明参加反应硫酸物质的量为0.02mol，硫酸含氢离子0.04mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H⁺和合金中的氧结合成水了，合金中Fe元素质量=0.02mol×56g/mol=1.12g，Cu元素质量为1.6g，故合金中氧原子的物质的量

2.88g-1.12g-1.6g

16g/mol

=0.01mol，它结合氢离子0.02mol，所以硫酸中有0.04mol-0.02mol=0.02mol H⁺生成氢气，即生成0.01mol氢气，标况体积=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，故B正确；
C．滤液中不含铜离子，滤渣1.6g为金属铜，若全部为氧化铜，氧化铜的质量为：80g/mol×

1.6g

64g/mol

=2.0g，由于部分铜被氧化成氧化铜，则样品中氧化铜的质量一定小于2.0g，故C错误；
D．合金中Fe元素的质量为：56g/mol×0.02mol=1.12g，故D正确，
故选BD．

点评：本题考查混合物计算，根据离子的氧化性强弱明确楚反应过程是解答关键，侧重解题方法与分析解决问题能力的考查，注意利用极限法与原子守恒解答，难度中等．