Question

把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110mL 4mol?L^-1盐酸中，充分反应后产生896mL H₂（标准状况），残留固体1.28g．过滤，滤液中无Cu²⁺．将滤液加水稀释到200mL，测得其中c（H⁺）为0.4mol?L^-1．则原混合物的总质量为（　　）

• A、14.4 g
• B、16 g
• C、l2.8 g
• D、13.6 g

Answer 1

分析：混合物与盐酸反应生成氯化物、氢气与水，根据溶液中还有较多H⁺离子剩余，且滤液中没有Cu²⁺，可知残留物没有Fe，只有Cu，而Cu可以残留说明溶液中没有Fe³⁺，溶液中阳离子为H⁺和Fe²⁺，根据电荷守恒计算n（Fe²⁺），根据原子守恒计算混合物中Fe元素质量，参加反应的HCl中的H元素转化到氢气、水中，根据H原子守恒，计算混合物中O原子物质的量，进而计算O元素质量，Cu、Fe、O氧元素质量之和为混合物总质量．

解答：解：混合物与盐酸反应生成氯化物、氢气与水，根据溶液中还有较多H⁺离子剩余，且滤液中没有Cu²⁺，可知残留物没有Fe，只有Cu，即1.28g为Cu的质量，而Cu可以残留说明溶液中没有Fe³⁺，溶液中阳离子为H⁺和Fe²⁺，
反应后剩余n（H⁺）=0.4mol?L^-1×0.2L=0.08mol，溶液中氯离子不变，则n（Cl^-）=4mol?L^-1×0.11L=0.44mol，根据电荷守恒：2n（Fe²⁺）=n（Cl^-）-n（H⁺）=0.44mol-0.08mol=0.36mol，则n（Fe²⁺）=0.18mol，根据原子守恒可知，混合物中Fe元素质量=0.18mol×56g/mol=10.08g，
参加反应的HCl中的H元素转化到氢气、水中，根据H原子守恒，2n（H₂O）+2n（H₂）=n_总（HCl）-n_余（H⁺），即2n（H₂O）+2×

0.896L

22.4L/mol

=0.44mol-0.08mol，n（H₂O）=0.14mol，故混合物中氧元素质量=0.14mol×16g/mol=2.24g，
故原混合物总质量=1.28g+10.08g+2.24=13.6g，
故选D．

点评：本题考查混合物计算，本题注意从溶液存在的离子判断物质反应的程度，利用守恒的方法计算，题目难度中等．