Question

7．向只含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺各0.1mol及a mol SO₄^2-的某溶液中（不考慮水的電離），加入足量鋅粉，攪拌使其充分反應(yīng)，下列說法中正確的是（　　）

• A． 當(dāng)消耗0.1 mol Zn時，得到的還原產(chǎn)物為0.1 mol
• B． 當(dāng)溶液中不再產(chǎn)生氣泡時，溶液中大量存在的陽離子是Zn²⁺
• C． 當(dāng)有第三種單質(zhì)生成時，消耗的鋅粉質(zhì)量至少大于13 g
• D． 反應(yīng)結(jié)束時，可得到0.25 mol ZnSO₄

Answer 1

分析 A．三種陽離子的氧化性大小順序?yàn)椋篎e³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，所以首先還原的是Fe³⁺、然后是Cu²⁺，最后是H⁺；
B．加入足量鋅，發(fā)生反應(yīng)的順序?yàn)椋篎e³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺，若不再產(chǎn)生氣泡時，還存在Fe²⁺；
C．根據(jù)電子守恒，0.1 mol Fe³⁺最終轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，需要鋅0.05mol，0.1molCu²⁺轉(zhuǎn)化為Cu需要鋅0.1mol，0.1molH⁺轉(zhuǎn)化為氫氣需要鋅0.05mol，之后鋅才能夠與亞鐵離子反應(yīng)生成第三種單質(zhì)，所以消耗鋅的物質(zhì)的量大于：0.05mol+0.1mol+0.05mol=0.2mol；
D．根據(jù)電子守恒可知，0.1 mol Fe³⁺最終轉(zhuǎn)化為Fe，需要鋅0.15 mol，0.1 mol Cu²⁺轉(zhuǎn)化為Cu需要鋅0.1 mol，0.1 mol H⁺轉(zhuǎn)化為氫氣需要鋅0.05 mol，總共需要鋅0.3mol，據(jù)此判斷得到的硫酸鋅．

解答 解：A．三種陽離子的氧化性大小順序?yàn)椋篎e³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，所以首先還原的是Fe³⁺、然后是Cu²⁺，最后是H⁺；當(dāng)消耗0.05molZn時，F(xiàn)e³⁺被還原生成0.1 mol Fe²⁺，再消耗0.05molZn時，生成0.05 mol Cu，即消耗0.1 mol Zn時，得到的還原產(chǎn)物為0.15 mol，故A錯誤；
B．加入足量鋅，發(fā)生反應(yīng)的順序?yàn)椋篎e³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺，若不再產(chǎn)生氣泡時，溶液中除存在Zn²⁺外，還存在Fe²⁺，故B錯誤；
C．根據(jù)電子守恒，0.1 mol Fe³⁺最終轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，需要鋅0.05mol，0.1molCu²⁺轉(zhuǎn)化為Cu需要鋅0.1mol，0.1molH⁺轉(zhuǎn)化為氫氣需要鋅0.05mol，之后鋅才能夠與亞鐵離子反應(yīng)生成第三種單質(zhì)，所以消耗鋅的物質(zhì)的量大于：0.05mol+0.1mol+0.05mol=0.2mol，質(zhì)量大于：65g/mol×0.2mol=13g，故C正確；
D．根據(jù)電子守恒可知，0.1 mol Fe³⁺最終轉(zhuǎn)化為Fe，需要鋅0.15 mol，0.1 mol Cu²⁺轉(zhuǎn)化為Cu需要鋅0.1 mol，0.1 mol H⁺轉(zhuǎn)化為氫氣需要鋅0.05 mol，總共需要鋅0.3mol，即反應(yīng)結(jié)束時硫酸鋅為0.3mol，故D錯誤；
故選C．

點(diǎn)評 本題考查了離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)計(jì)算與判斷，題目難度中等，試題意在考查考生對金屬活動性順序表的理解及應(yīng)用能力，注意掌握電子守恒在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法．