Question

【题目】向100mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法不正确的是

A. a点时溶液中阳离子为Cu2+、Fe2+和Fe3+

B. b点时溶液中发生的反应为：Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+

C. c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.5 mol·L－1

D. 原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1

Answer 1

【答案】D

【解析】

向100mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，首先铁离子氧化单质铁，然后是铜离子氧化单质铁，结合反应的方程式和图像分析判断。

A、向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，先发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，后发生反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，如图加入0.56g(即0.01mol)Fe之后开始出现固体，则a点溶液中阳离子为Cu2+、Fe2+和Fe3+，故A正确；

B、由图可得，加入铁粉从0.56g～1.68g(即0.01mol～0.03mol)时，剩余物为1.28g，而1.28gCu的物质的量为0.02mol，所以此时发生反应为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，b点在该范围内，故B正确；

C、加入铁粉为从0.56g～2.24g(即0.01mol～0.04mol)时，若发生反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，则生成0.03mol(即1.92g)Cu，而由图示可得剩余物为1.84g，所以此时溶液中早已没有Cu2+，设0.03mol铁粉中与Cu2+反应的为x mol，剩余y mol，则生成Cu的质量为64x g，剩余铁的质量为56y g，所以x+y=0.03、64x+56y=1.84，解得：x=0.02、y=0.01，因此加入铁粉从0.56g～1.68g(即0.01mol～0.03mol)时，刚好与溶液中的Cu2+反应完全，溶液中溶质为FeSO4，又根据前面的分析可得反应Fe+2Fe3+=3Fe2+生成Fe2+0.03mol，又因为反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+生成Fe2+0.02mol，所以c点时溶液中溶质的物质的量浓度为：(0.03mol+0.02mol)÷0.1L=0.5 mol·L-1，故C正确；

D、由前面的分析可得，原溶液中Fe3+为0.02mol，则Fe2(SO4)3为0.01mol，Cu2+为0.02mol，则CuSO4为0.02mol，所以原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比=物质的量之比，为1：2，故D错误。

答案选D。