Question

13．将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入70mL 4.0mol/L盐酸中，充分反应后产生448mL H₂（标准状况），残留固体0.64g．过滤，滤液中无Cu²⁺．将滤液加水稀释到200mL，测得其中c（H⁺）为0.20mol/L．则原混合物中单质铁的质量是（　　）

• A． 2.80g
• B． 3.25g
• C． 3.36g
• D． 4.48g

Answer 1

分析 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⁺，阳离子为H⁺和Fe²⁺．根据原子守恒和得失电子总数相等计算．

解答 解：既然还有较多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⁺，阳离子为H⁺和Fe²⁺，反应有：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，、Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，
根据原子守恒和得失电子总数相等计算，设原有Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，CuO为zmol，
生成Cu为：$\frac{0.64g}{64g/mol}$=0.01mol，
生成H₂为：$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，
根据得失电子总数相等知：2x=2y+2×0.01+2×0.02；
又根据Cl^-知：2（x+2y）+0.2×0.200=0.07×4.0，
将上述两式联立解出：x=0.06，y=0.03，
原混合物中单质铁的质量为：56g/mol×0.06mol=3.36g，
故选C．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，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，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．