Question

【题目】将铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110mL4mol/L盐酸中，充分反应后产生896mLH2（标准状况），残留固体1.00g．过滤，滤液中无Cu2+ ． 将滤液加水稀释到200mL，测得其中c（H+）为0.4mol/L．求原混合物的总质量．

Answer 1

【答案】解：混合物与盐酸反应生成氯化物、氢气与水，根据溶液中还有较多H+离子剩余，且滤液中没有Cu2+ ， 可知残留物没有Fe，只有Cu，即1.28g为Cu的质量，而Cu可以残留说明溶液中没有Fe3+ ， 溶液中阳离子为H+和Fe2+ ， 反应后剩余n（H+）=0.4molL﹣1×0.2L=0.08mol，溶液中氯离子不变，则n（Cl﹣）=4molL﹣1×0.11L=0.44mol，
根据电荷守恒：2n（Fe2+）=n（Cl﹣）﹣n（H+）=0.44mol﹣0.08mol=0.36mol，则n（Fe2+）=0.18mol，根据原子守恒可知，混合物中Fe元素质量=0.18mol×56g/mol=10.08g，
参加反应的HCl中的H元素转化到氢气、水中，根据H原子守恒：2n（H2O）+2n（H2）=n总（HCl）﹣n余（H+），即2n（H2O）+2× =0.44mol﹣0.08mol，n（H2O）=0.14mol，故混合物中氧元素质量=0.14mol×16g/mol=2.24g，
所以原混合物总质量=1.00g+10.08g+2.24g=13.32g，
答：原混合物的总质量为13.32g．
【解析】混合物与盐酸反应生成氯化物、氢气与水，根据溶液中还有较多H+离子剩余，且滤液中没有Cu2+ ， 可知残留物没有Fe，只有Cu，而Cu可以残留说明溶液中没有Fe3+ ， 溶液中阳离子为H+和Fe2+ ， 根据电荷守恒计算n（Fe2+），根据原子守恒计算混合物中Fe元素质量，参加反应的HCl中的H元素转化到氢气、水中，根据H原子守恒，计算混合物中O原子物质的量，进而计算O元素质量，Cu、Fe、O氧元素质量之和为混合物总质量．