Question

10．铁、铜混合粉末18.0g加人到100m1 5.0mol/L FeC1₃溶液中，剩余固体质量为3.2g，下列说法正确的是（　　）

• A． 剩余固体是铁、铜混合物
• B． 原固体混合物中铜的质量是6.4g
• C． 反应后溶液中n（Fe^3十）=0．l0mol
• D． 反应后溶液中n（Fe^2十）+n（Cu^2十）=0.75mo1

Answer 1

分析 A．铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中，先后发生：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中n（FeCl₃）=5mol/L×0.1L=0.5mol，计算0.5mol铁离子完全反应，分别消耗Cu、Fe的质量，再根据参加反应的金属质量判断剩余固体的组成；
B．列方程计算参加反应的Cu、Fe物质的量，原固体混合物中Cu的质量=参加反应Cu的质量+剩余固体Cu的质量；
C．金属有剩余，则Fe³⁺完全反应；
D．反应后溶液为FeC1₂、CuC1₂溶液，根据电荷守恒可知：n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=$\frac{1}{2}$n（Cl^-）．

解答 解：A．铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中，先后发生：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中n（FeCl₃）=5mol/L×0.1L=0.5mol，
设0.5mol铁离子完全反应消耗Cu、Fe的质量分别为m₁、m₂，则：
Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺   Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
64g 2mol             56g 2mol
m₁ 0.5mol            m₂ 0.5mol
m₁=$\frac{64g×0.5mol}{2mol}$=16g，
m₂=$\frac{56g×0.5mol}{2mol}$=14g，
溶解的金属质量是18-3.2=14.8，则两种金属都参与反应，Fe³⁺完全反应，剩余的金属是铜，故A错误；
B．设反应的铜的物质的量是n₁ mol，反应的铁物质的量为n₂mol，则：
64n₁+56n₂=14.8
2n₁+2n₂=0.5
解得：n₁=0.1，n₂=0.15，
则原来含有的铜的质量是：0.1mol×64g/mol+3.2g=9.6g，故B错误；
C．金属有剩余，则Fe³⁺完全反应，反应后溶液中没有Fe³⁺，故C错误；
D．反应后溶液为FeC1₂、CuC1₂溶液，根据电荷守恒可知：n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=$\frac{1}{2}$n（Cl^-）=$\frac{0.5mol×3}{2}$=0.75mol；
故选：D．

点评 本题考查混合物的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，关键是明确发生反应先后顺序及判断反应剩余固体组成，难度中等．