Question

20．向只含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺各0.1mol及a mol SO${\;}_{4}^{2-}$的某溶液中（只來源于水電離的離子不考慮）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(shí)，得到的還原產(chǎn)物為0.1 mol
• B． 反應(yīng)結(jié)束時(shí)，可得到0.25 mol ZnSO₄
• C． 當(dāng)溶液中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，溶液中大量存在的陽(yáng)離子只有Zn²⁺
• D． 最后生成的單質(zhì)為Fe

Answer 1

分析 A．三種陽(yáng)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．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；
C．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(shí)，還存在Fe²⁺；
D．根據(jù)加入足量鋅發(fā)生反應(yīng)的順序?yàn)镕e³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺進(jìn)行判斷．

解答 解：A．三種陽(yáng)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(shí)，F(xiàn)e³⁺被還原生成0.1 mol Fe²⁺，再消耗0.05molZn時(shí)，生成0.05mol Cu，即消耗0.1 mol Zn時(shí)，得到的還原產(chǎn)物為0.15 mol，故A錯(cuò)誤；
B．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(shí)硫酸鋅為0.3mol，故B錯(cuò)誤；
C．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(shí)，溶液中除存在Zn²⁺外，還存在Fe²⁺，故C錯(cuò)誤；
D．發(fā)生反應(yīng)的順序?yàn)椋篎e³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺，所以最后發(fā)生的反應(yīng)為鋅與亞鐵離子反應(yīng)生成鐵，即最后生成的是Fe，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 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(duì)金屬活動(dòng)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．