Question

7．向只含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺各0.1mol及a mol SO₄^2-的某溶液中（不考虑水的电离），加入足量锌粉，搅拌使其充分反应，下列说法中正确的是（　　）

• A． 当消耗0.1 mol Zn时，得到的还原产物为0.1 mol
• B． 当溶液中不再产生气泡时，溶液中大量存在的阳离子是Zn²⁺
• C． 当有第三种单质生成时，消耗的锌粉质量至少大于13 g
• D． 反应结束时，可得到0.25 mol ZnSO₄

Answer 1

分析 A．三种阳离子的氧化性大小顺序为：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，所以首先还原的是Fe³⁺、然后是Cu²⁺，最后是H⁺；
B．加入足量锌，发生反应的顺序为：Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺，若不再产生气泡时，还存在Fe²⁺；
C．根据电子守恒，0.1 mol Fe³⁺最终转化为Fe²⁺，需要锌0.05mol，0.1molCu²⁺转化为Cu需要锌0.1mol，0.1molH⁺转化为氢气需要锌0.05mol，之后锌才能够与亚铁离子反应生成第三种单质，所以消耗锌的物质的量大于：0.05mol+0.1mol+0.05mol=0.2mol；
D．根据电子守恒可知，0.1 mol Fe³⁺最终转化为Fe，需要锌0.15 mol，0.1 mol Cu²⁺转化为Cu需要锌0.1 mol，0.1 mol H⁺转化为氢气需要锌0.05 mol，总共需要锌0.3mol，据此判断得到的硫酸锌．

解答 解：A．三种阳离子的氧化性大小顺序为：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，所以首先还原的是Fe³⁺、然后是Cu²⁺，最后是H⁺；当消耗0.05molZn时，Fe³⁺被还原生成0.1 mol Fe²⁺，再消耗0.05molZn时，生成0.05 mol Cu，即消耗0.1 mol Zn时，得到的还原产物为0.15 mol，故A错误；
B．加入足量锌，发生反应的顺序为：Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺，若不再产生气泡时，溶液中除存在Zn²⁺外，还存在Fe²⁺，故B错误；
C．根据电子守恒，0.1 mol Fe³⁺最终转化为Fe²⁺，需要锌0.05mol，0.1molCu²⁺转化为Cu需要锌0.1mol，0.1molH⁺转化为氢气需要锌0.05mol，之后锌才能够与亚铁离子反应生成第三种单质，所以消耗锌的物质的量大于：0.05mol+0.1mol+0.05mol=0.2mol，质量大于：65g/mol×0.2mol=13g，故C正确；
D．根据电子守恒可知，0.1 mol Fe³⁺最终转化为Fe，需要锌0.15 mol，0.1 mol Cu²⁺转化为Cu需要锌0.1 mol，0.1 mol H⁺转化为氢气需要锌0.05 mol，总共需要锌0.3mol，即反应结束时硫酸锌为0.3mol，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了离子反应和氧化还原反应计算与判断，题目难度中等，试题意在考查考生对金属活动性顺序表的理解及应用能力，注意掌握电子守恒在化学计算中的应用方法．