Question

1．已知：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺．將一定質量Fe、Fe₂O₃、CuO的混合粉末放入100mL 3.40mol/L鹽酸中，充分反應后，產生672mL H₂（標準狀況）殘留固體1.28g．過濾，濾液中無Cu²⁺．將濾液加水稀釋到200mL，測得其中c（H⁺）為0.30mol/L．則原混合物中單質Fe的質量是（　�。�

• A． 2.80g
• B． 3.36g
• C． 4.48g
• D． 5.60g

Answer 1

分析 根據(jù)溶液中還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知殘留物沒有Fe，只有Cu，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，陽離子為H⁺和Fe²⁺．根據(jù)原子守恒和得失電子總數(shù)相等計算．

解答 解：既然還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知殘留物沒有Fe，只有Cu，
而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，陽離子為H⁺和Fe²⁺．反應有：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O，
Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，
Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，
Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．根據(jù)原子守恒和得失電子總數(shù)相等計算．設原有Fe為xmol，F(xiàn)e₂O₃為ymol，CuO為zmol，
生成Cu為$\frac{1.28g}{64g/moL}$=0.02mol，
生成H₂為$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，
根據(jù)得失電子總數(shù)相等知：2x=2y+2×0.02+2×0.03；
又根據(jù)Cl^-知：2（x+2y）+0.2×0.30=0.1×3.40．
將上述兩式聯(lián)立解出：x=0.08，y=0.03．
原混合物中單質鐵的質量56g/mol×0.08mol=4.48g．
故選C．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，本題注意從溶液存在的離子判斷物質反應的程度，利用守恒的方法計算．