Question

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

Answer 1

解析：因滤液显酸性(即盐酸过剩)，所以，残留固体只可能是铜，据题意可得反应物和生成物变化的关系：

由Cu元素守恒可得：

n(CuO)=n(Cu)=1.28 g/64 mol·L^-1=0.02 mol

由氯元素守恒可得：

2n(FeCl₂)+n(HCl)_余=n(HCl)_总=0.44 mol

即2n(FeCl₂)+0.08 mol=0.44 mol，则n(FeCl₂)=0.18 mol。

又由氢元素守恒可得：

2n(H₂O)_生成+2n(H₂)+n(HCl)_余=n(HCl)_总=0.44 mol，解得反应产物中水的物质的量为n(H₂O)_生成=0.14 mol。

由氧元素守恒可得：

3n(Fe₂O₃)+n(CuO)=n(H₂O)_生成，

解得：n(Fe₂O₃)=0.04 mol

最后由铁元素守恒可得：

n(Fe)+2n(Fe₂O₃)=n(FeCl₂)

解得：n(Fe)=0.1 mol

综上可知，原混合物总质量为：

m(总)=56 g·mol^-1×0.1 mol+160 g·mol^-1×0.04 mol+80 g·mol^-1×0.02 mol=13.6 g

答案：13.6 g