Question

20．將一定質(zhì)量的鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入100mL4.40mol/L鹽酸中，充分反應(yīng)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200mL，測得其中c（H⁺）為0.400mol/L．求原混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量．

Answer 1

分析 濾液中沒有Cu²⁺，說明溶液中也沒有Fe³⁺，則溶液中陽離子有Fe²⁺和H⁺，溶質(zhì)為FeCl₂和HCl，
根據(jù)電荷守恒得2n（Fe²⁺）+n（H⁺）=n（Cl^-），則n（Fe²⁺）=$\frac{4.40mol/L×0.1L-0.40mol/L×0.2L}{2}$mol=0.18mol，生成n（H₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，因為還有鹽酸剩余，溶液殘留固體是Cu，n（Cu）=$\frac{1.28g/mol}{64g/mol}$=0.02mol，
設(shè)Fe的物質(zhì)的量為xmol、Fe₂O₃的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)Fe原子守恒得：x+2y=0.18，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得2x=0.04×2+0.02×2+2y×1，從而計算n（Fe），根據(jù)m=nM計算鐵的質(zhì)量．

解答 解：完全反應(yīng)后濾液中沒有Cu²⁺，說明溶液中也沒有Fe³⁺，則溶液中陽離子有Fe²⁺和H⁺，溶質(zhì)為FeCl₂和HCl，
根據(jù)電荷守恒得2n（Fe²⁺）+n（H⁺）=n（Cl^-），則n（Fe²⁺）=$\frac{4.40mol/L×0.1L-0.40mol/L×0.2L}{2}$mol=0.18mol，生成n（H₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，因為還有鹽酸剩余，溶液殘留固體是Cu，n（Cu）=$\frac{1.28g/mol}{64g/mol}$=0.02mol，
設(shè)Fe的物質(zhì)的量為xmol、Fe₂O₃的物質(zhì)的量為ymol，
根據(jù)Fe原子守恒得：x+2y=0.18
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得：2x=0.04×2+0.02×2+2y×1，
解得：x=0.10、y=0.04，
所以原混合物中鐵的質(zhì)量為：m（Fe）=0.10mol×56g/mol=5.6g，
答：原混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為5.6g．

點評 本題考查混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，試題側(cè)重考查分析計算能力，明確溶液中的溶質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計算能力．