Question

15．部分氧化的Fe-Cu合金样品（氧化产物为Fe₂O₃、CuO）共5.76g，经如下处理：

（1）溶液A中的阳离子有Fe²⁺、H⁺．
（2）样品中Fe元素的质量为2.24g；
（3）产生的气体的体积V=448mL．

Answer 1

分析 硫酸足量，由氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，铁离子优先反应，由于滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成，则滤液A中不含铁离子，滤渣3.2g为金属铜，物质的量为0.05mol，即合金样品中总共含有铜元素0.05mol，滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2g为Fe₂O₃，物质的量为0.02mol，铁元素的物质的量为0.04mol，以此来解答．

解答 解：硫酸足量，由于氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺，铁离子优先反应，由于滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成，则滤液A中不含铁离子，滤渣3.2g为金属铜，物质的量为0.05mol，即合金样品中总共含有铜元素0.05mol，滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2g为Fe₂O₃，
（1）生成的滤渣3.2g是铜，金属铜可以和三价铁反应，所以一定不含有+3价铁离子，则溶液A中含Fe²⁺、H⁺，
故答案为：Fe²⁺、H⁺；
（2）Fe的物质的量为$\frac{3.2g}{160g/mol}$×2=0.04mol，其质量为：0.04mol×56g/mol=2.24g，
故答案为：2.24；
（3）最后溶液中溶质为过量H₂SO₄和FeSO₄，而铁元素物质的量为0.04mol，说明参加反应硫酸物质的量为0.04mol，含氢离子0.08mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H⁺和合金中的氧结合成水了，由于合金中氧物质的量：$\frac{5.76g-3.2g-2.24g}{16g/mol}$=0.02mol，它结合氢离子0.04mol，所以硫酸中有0.08-0.04=0.04molH⁺生成氢气，即生成0.02mol氢气，标况体积为448mL，
故答案为：448．

点评 本题考查金属及化合物的性质、混合物分离提纯综合应用等，为高频考点，题目难度中等，把握物质的性质及氧化还原反应等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查．