Question

19．一定質(zhì)量的氧化鐵、氧化銅和鐵粉混合物放入100mL6.0mol•L^-1鹽酸中，充分反應后產(chǎn)生896mLH₂（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400mL．測得其中c（H⁺）為0.6mol•L^-1．
（1）濾液中鐵元素的化合價是+2
（2）殘留固體的成分是Cu
（3）反應過程中消耗HCl的物質(zhì)的量是0.36mol
（4）原混合物中氧化鐵的物質(zhì)的量是多少？（請寫出計算過程）

Answer 1

分析 反應后溶液中還有較多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殘留可以說明溶液中沒有Fe³⁺，溶液中陽離子為H⁺和Fe²⁺，溶質(zhì)為FeCl₂和HCl．

解答 解：反應后溶液中還有較多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殘留可以說明溶液中沒有Fe³⁺，溶液中陽離子為H⁺和Fe²⁺，溶質(zhì)為FeCl₂和HCl，
（1）由以上分析得，鐵元素的化合價是+2價，故答案為：+2；
（2）由以上分析得，殘留固體的成分是Cu，故答案為：Cu；
（3）反應后剩余n（H⁺）=0.6mol/L×0.4L=0.24mol，原溶液中n（HCl）=6.0mol/L×0.1L=0.6mol，故消耗鹽酸的物質(zhì)的量為n剩（HCl）=0.6mol-0.24mol=0.36mol，故答案為：0.36mol；
（4）參加反應的HCl中的H元素轉化到氫氣、水中，根據(jù)H原子守恒，2n（H₂O）+2n（H₂）=n_總（HCl）-n_余（H⁺），即2n（H₂O）+2×$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.36mol，n（H₂O）=0.14mol，故混合物中n（O）=n（H₂O）=0.14mol，
由銅元素守恒，則n（CuO）=n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，
由O原子守恒：3n（Fe₂O₃）+n（CuO）=0.14mol，則n（Fe₂O₃）=0.04mol，
答：原混合物中氧化鐵的物質(zhì)的量是0.04mol．

點評 本題考查混合物計算，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意從溶液存在的離子判斷物質(zhì)反應的程度，注意利用守恒的方法計算，題目難度中等．