Question

7．将一定质量的Fe、Fe₂O₃和CuO的混合粉末加入到100mL4.4mol/L的盐酸中，充分反应后，生成标准状况下的氢气896mL．过滤，滤渣经洗涤、干燥后称量，质量为1.28g，滤液中的溶质只有FeCl₂和HCl，滤液加水稀释到320mL时，盐酸的浓度为0.25mol/L．请回答：
（1）计算生成氢气的物质的量为0.04mol；
（2）计算原混合物中铁单质的质量（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算生成氢气的物质的量；
（2）混合物与盐酸反应后，盐酸有剩余，则残留物没有Fe，只有Cu，滤液中含有剩余的HCl及FeCl₂，根据Cl原子守恒n_总（HCl）=n_剩余（HCl）+2n（FeCl₂），据此计算n（FeCl₂），设原有Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，根据Fe元素守恒和电子转移守恒列方程计算解答．

解答 解：（1）生成标准状况下的氢气896mL，其物质的量为$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，
故答案为：0.04；
（2）混合物与盐酸反应后，盐酸有剩余，则残留物没有Fe，只有Cu，滤液中含有剩余的HCl及FeCl₂，
根据Cl原子守恒：n_总（HCl）=n_剩余（HCl）+2n（FeCl₂），即0.1L×4.4mol/L=0.32L×0.25mol/L+2n（FeCl₂），解得n（FeCl₂）=0.18mol，
n（CuO）=n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，
设原有Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，
由Fe元素守恒，可得：x+2y=0.18，
根据电子转移守恒，可得：2x=2y+2×0.02+2×0.04，
联立方程，解得：x=0.1 y=0.04，
原混合物中单质铁的质量56g/mol×0.1mol=5.6g，
答：原混合物中Fe单质的质量为5.6g．

点评 本题考查混合物的计算，题目难度中等，根据滤液中溶质判断残留物为铜，再利用守恒法计算，侧重考查学生分析计算能力．