已知氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+．现有一包铁粉和铜粉混合粉末.某研究小组同学为了确定其组成.利用1.2mol/L的FeCl3溶液.与混合粉末反应.实验结果如下(假定反应前后溶液体积不变):组别①②③④V[FeCl3(aq)]/mL50505050混合粉末质量/g1.22.43.6．4.8反应后剩余固体质量/g00.641.923.12分析表中数据.下� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

已知氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺．现有一包铁粉和铜粉混合粉末，某研究小组同学为了确定其组成，利用1.2mol/L的FeCl₃溶液（其他用品略），与混合粉末反应，实验结果如下（假定反应前后溶液体积不变）：

组别	①	②	③	④
V[FeCl₃（aq）]/mL	50	50	50	50
混合粉末质量/g	1.2	2.4	3.6．	4.8
反应后剩余固体质量/g	0	0.64	1.92	3.12

分析表中数据，下列结论正确的是（　　）

A、第①组反应后溶液中剩余c（Fe³⁺）=0.4mol/L

B、第②、③组剩余固体全是铜

C、第④组的滤液中c（Fe²⁺）=2.0mol/L

D、原混合粉末中n（Fe）：n（Cu）=1：2

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：铁的还原性强于铜，所以Fe³⁺先与铁反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，反应完全后Fe³⁺有剩余，再与铜反应Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，能剩余的固体可以是铜，可以是铁和铜，从第②组数据中可以得出FeCl₃溶液全部参与反应，50mL FeCl₃溶液能溶解金属质量2.4g-0.64g=1.76g，大于第①组溶解的金属质量，故第①组金属完全反应、FeCl₃有剩余；
第②组实验中FeCl₃溶液全部参与反应，其物质的量为：0.05L×1.2mol/L=0.06mol，假设只发生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，参加反应金属的物质的量为0.03mol，则溶解的Fe的质量为0.03mol×56g/mol=1.68gg＜1.76g，所以同时也有一部分Cu溶解，则剩余的0.64g固体全部为Cu；
第③组实验中溶解金属为：3.6g-1.92g=1.68g，混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应，剩余1.92g为Cu，合金中Fe与Cu的质量之比为：1.68g：1.92g=56：64；故第④组实验中，剩余固体为Fe、Cu，
根据以上分析对各选项进行解答．

解答： 解：还原性：Fe＞Cu，故Fe³⁺优先Fe反应（Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺），Fe完全反应后若Fe³⁺有剩余，则再与铜反应（Cu+2Fe³⁺=Fe²⁺+Cu²⁺），所以剩余的固体可以是铜，可以是铁和铜的混合物；
根据第②组数据中可以得出FeCl₃溶液全部参与反应，50mL FeCl₃溶液能溶解金属质量为：2.4g-0.64g=1.76g＞1.2g，大于第①组溶解的金属质量，故第①组金属完全反应，且FeCl₃有剩余；
第②组实验中FeCl₃溶液全部参与反应，FeCl₃物质的量为：0.05L×1.2mol/L=0.06mol，假设只发生反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，参加反应金属的物质的量为0.03mol，溶解的Fe的质量为：0.03mol×56g/mol=1.68gg＜1.76g，所以铁完全溶解的同时还有部分Cu溶解，则剩余的0.64g固体全部为Cu；
第③组实验中溶解金属为：3.6g-1.92g=1.68g，混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应，剩余1.92g为Cu，合金中Fe与Cu的质量之比为：1.68g：1.92g=7：8；故第④组实验中，剩余固体为Fe、Cu，故第④组实验中，剩余固体为Fe、Cu，
A．根据分析可知，第①组反应中金属完全反应，1.2g合金中含有铁的物质的量为：

1.2g×

7+8

56g/mol

=0.01mol，含有铜的物质的量为：

1.2g-56g/mol×0.01mol

64g/mol

=0.01mol，根据反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Fe²⁺+Cu²⁺可知，金属消耗铁离子的物质的量为：0.01mol×2+0.01mol×2=0.04mol，①反应后的溶液中铁离子浓度为：

1.2mol/L×0.05L-0.04mol

0.05L

=0.4mol/L，故A正确；
B．根据分析可知，②剩余的全部为铜，而③剩余的为铁和铜的混合物，故B错误；
C．由上述分析可知，第④组实验剩余金属为Fe和Cu，参加反应金属为1.68g，其物质的量为0.03mol，由Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，可知溶液中n（Fe²⁺）=0.09mol，故c（Fe²⁺）=

0.09mol

0.05L

=1.8mol/L，故C错误；
D．第③组实验中溶解金属为：3.6g-1.92g=1.68g，混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应，剩余1.92g为Cu，合金中Fe与Cu的质量之比为：1.68g：1.92g=7：8，则二者的物质的量之比为：

：

=1：1，故D错误；
故选A．

点评：本题考查了混合物的有关计算、铁及其化合物的性质应用，题目难度较大，关键是通过②判断剩余固体为铜，题目综合性较强，数据较复杂，侧重学生对实验数据的分析处理考查．

练习册系列答案

千里马走向假期期末仿真试卷寒假系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：

下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）

A、Fe₂O₃溶于过量的氢碘酸中：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O

B、氢氧化钡溶液滴入硫酸氢钠溶液至中性：Ba²⁺+2OH^-+2H⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓+2H₂O

C、亚硫酸钠和足量的稀硝酸混合：SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O

D、硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液：Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=Fe³⁺+3H₂O

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

部分氧化的Fe-Cu合金样品（氧化产物为Fe₂O₃、CuO）共5.76g，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、样品中Fe元素的质量为2.24 g

C、样品中Fe元素的质量为2.49 g

D、样品CuO的质量一定为4.0 g

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

300℃时，将100mL由H₂O、CO₂和N₂组成的混合气体，通入到盛有足量Na₂O₂的密闭容器中（容器体积保持不变），充分反应后恢复到原温度时，容器内的压强变为原来的四分之三．则原混合气体中N₂的体积分数为（　　）

A、33.3%	B、25%
C、50%	D、75%

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

大多金属碳化物能与水剧烈反应，生成相应氢氧化物和气态烃，如：
Na₄C+4H₂O═4NaOH+CH₄↑，MgC₂+2H₂O═Mg（OH）₂+C₂H₂↑
现有CaC₂与某常见金属碳化物A的混合物，与足量盐酸反应，得一澄清溶液，并有大量气体产生，将气体通过碱石灰干燥除杂后，测其体积为V₁，将所得气体充分燃烧，生成的CO₂的体积为V₂，相同条件下，V₁：V₂=5：7；向澄清溶液中逐渐加入足量Na₂CO₃溶液后，再继续加入NaOH溶液，沉淀物质的量变化如图所示，试回答下列问题：
（1）已知A中的金属元素是短周期元素，则该元素是：

（写元素符号），写出CaC₂与浓盐酸反应的化学方程式：

；
（2）根据V₁：V₂=5：7，可算出混合烃中平均每1mol烃分子含有

mol C，由此可知气态混合烃中含有乙炔和

；
（3）A的化学式为

；
（4）原混合物中CaC₂的物质的量为

mol，A的质量为

g．

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

实验室需要纯净的氯化钾，现有氯化钾中含有少量溴化钾、硫酸钾和氯化铵．按照下列实验方案提纯分离出氯化钾：