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，下列說法中正確的是（　�。�

• A． 當消耗0.1 mol Zn時，得到的還原產(chǎn)物為0.1 mol
• B． 反應結束時，可得到0.25 mol ZnSO₄
• C． 當溶液中不再產(chǎn)生氣泡時，溶液中大量存在的陽離子只有Zn²⁺
• D． 最后生成的單質(zhì)為Fe

Answer 1

分析 A．三種陽離子的氧化性大小順序為：Fe³⁺＞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)生反應的順序為：Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺，若不再產(chǎn)生氣泡時，還存在Fe²⁺；
D．根據(jù)加入足量鋅發(fā)生反應的順序為Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺進行判斷．

解答 解：A．三種陽離子的氧化性大小順序為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，所以首先還原的是Fe³⁺、然后是Cu²⁺，最后是H⁺；當消耗0.05molZn時，F(xiàn)e³⁺被還原生成0.1 mol Fe²⁺，再消耗0.05molZn時，生成0.05mol 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．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，即反應結束時硫酸鋅為0.3mol，故B錯誤；
C．加入足量鋅，發(fā)生反應的順序為：Fe³⁺、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C錯誤；
D．發(fā)生反應的順序為：Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe²⁺，所以最后發(fā)生的反應為鋅與亞鐵離子反應生成鐵，即最后生成的是Fe，故D正確；
故選D．

點評 本題考查了離子反應和氧化還原反應計算與判斷，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用能力，注意掌握電子守恒在化學計算中的應用方法．