Question

把鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入110 mL 4 mol·L^-1鹽酸中，充分反應后產生896 mL H₂（標準狀況），殘留固體1.28 g。過濾，濾液中無Cu²⁺。將濾液加水稀釋到200 ｍＬ，測得其中c(H⁺)為0.4 mol·L^-1。試求原混合物的總質量。

Answer 1

13.6 g

解析:

因濾液顯酸性（即鹽酸過剩），所以，殘留固體只可能是銅，據(jù)題意可得反應物和生成物變化的關系：

由Cu元素守恒可得：

n(CuO)=n(Cu)=1.28 g/64 mol·L^-1=0.02 mol

由氯元素守恒可得：

2n(FeCl₂)+n(HCl)_余=n（HCl）_總=0.44 mol

即2n（FeCl₂）+0.08 mol=0.44 mol，則n（FeCl₂）=0.18 mol。

又由氫元素守恒可得：

2n（H₂O）_生成+2n（H₂）+n（HCl）_余=n（HCl）_總=0.44 mol，解得反應產物中水的物質的量為n（H₂O）_生成=0.14 mol。

由氧元素守恒可得：

3n(Fe₂O₃)+n(CuO)=n(H₂O)_生成，

解得：n(Fe₂O₃)=0.04 mol

最后由鐵元素守恒可得：

n（Fe）+2n（Fe₂O₃）=n(FeCl₂)

解得：n（Fe）=0.1 mol

綜上可知，原混合物總質量為：

m(總)=56 g·mol^-1×0.1 mol+160 g·mol^-1×0.04 ｍｏｌ+80 g·mol^-1×0.02 mol=13.6 g