Question

将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100mL4.40mol/L盐酸中，充分反应后产生896mL H₂（标准状况），残留固体1.28g．过滤，滤液中无Cu²⁺．将滤液加水稀释到200mL，测得其中c（H⁺）为0.400mol/L．已知Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，且氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺．则原混合物中单质铁的质量是（ ）
A．2.4g
B．3.36g
C．5.60g
D．10.08g

Answer 1

【答案】分析：根据溶液中还有较多H⁺离子剩余，且滤液中没有Cu²⁺，可知残留物没有Fe，只有Cu，而Cu可以残留说明溶液中没有Fe³⁺，阳离子为H⁺和Fe²⁺．根据原子守恒和得失电子总数相等计算，
解答：解：既然还有较多H⁺离子剩余，且滤液中没有Cu²⁺，可知残留物没有Fe，只有Cu．
而Cu可以残留说明溶液中没有Fe³⁺，阳离子为H⁺和Fe²⁺．反应有：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O，
Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，
Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，
Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．根据原子守恒和得失电子总数相等计算．设原有Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，CuO为zmol，
生成Cu为=0.02mol，
生成H₂为=0.04mol，
根据得失电子总数相等知：2x=2y+2×0.02+2×0.04；
又根据Cl^-知：2（x+2y）+0.2×0.400=0.1×4.40．
将上述两式联立解出：x=0.1，y=0.04．
原混合物中单质铁的质量56g/mol×0.1mol=5.6g．
故选C．
点评：本题考查混合物的计算，题目难度中等，本题注意从溶液存在的离子判断物质反应的程度，利用守恒的方法计算．