Question

部分氧化的Fe-Cu合金样品（氧化产物为Fe₂O₃、CuO）共2.88g，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、V=448
• C、样品中CuO的质量为2.0g
• D、样品中Fe元素的质量为1.12 g

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：稀硫酸足量，由于氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，铁离子优先反应，由于滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成，则滤液A中不含铁离子，滤渣1.6g为金属铜，物质的量为：

1.6g

64g/mol

=0.025mol，即合金样品中总共含有铜元素0.025mol；
滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体1.6g为Fe₂O₃，物质的量为：

1.6g

160g/mol

=0.01mol，则混合物中铁元素的物质的量为0.02mol，利用极限法判断样品中金属Fe、CuO的质量问题；
滤液A溶质为过量H₂SO₄和FeSO₄，而铁元素物质的量为0.02mol，说明参加反应硫酸物质的量为0.02mol，硫酸含氢离子0.04mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H⁺和合金中的氧结合成水了，计算合金中氧原子的物质的量，进而计算氧原子它结合氢离子物质的量，再根据H原子守恒生成氢气的体积．

解答： 解：由于稀硫酸足量，且氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，则铁离子优先反应，由于滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成，则滤液A中不含铁离子，滤渣1.6g为金属铜，物质的量为0.025mol，即合金样品中总共含有铜元素0.025mol；
滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体1.6g为Fe₂O₃，物质的量为0.01mol，铁元素的物质的量为0.02mol；
滤液A溶质为过量H₂SO₄和FeSO₄，而铁元素物质的量为0.02mol，说明参加反应硫酸物质的量为0.02mol，硫酸含氢离子0.04mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H⁺和合金中的氧结合成水，
A．由上述分析可知，滤液A中的阳离子为Fe²⁺、H⁺，不存在铁离子，故A错误；
B．最后溶液中溶质为过量H₂SO₄和FeSO₄，而铁元素物质的量为0.02mol，说明参加反应硫酸物质的量为0.02mol，含氢离子0.04mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H⁺和合金中的氧结合成水了，由于合金中氧原子的物质的量为：n（O）=

2.88g-1.6g-1.12g

16g/mol

=0.01mol，它结合氢离子0.02mol，所以硫酸中有0.04mol-0.02mol=0.02molH⁺生成氢气，即生成0.01mol氢气，标况体积=0.01mol×22.4L/mol=0.224=224ml，故B错误；
C．铜元素0.025mol，样品中CuO的最大质量为：0.025mol×80g/mol=2g，部分氧化时，其CuO质量小于2g，故C错误；
D．铁元素的物质的量为0.02mol，其质量为0.02mol×56g/mol=1.12g，故D正确；
故选D．

点评：本题考查混合物计算及物质的性质，为高频考点，把握流程中反应过程是解答关键，侧重解题方法与分析解决问题能力的考查，注意极限法与原子守恒在进行计算中的应用方法，难度中等．