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13.把足量的铁粉投入到硫酸与硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,残余固体的质量与原来加入的铁粉的质量相等,则原溶液中H+和SO42-的物质的量之比为(  )
A.1:4B.2:7C.1:2D.8:3

分析 向H2SO4、CuSO4混和溶液中投入足量的铁粉,发生反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,最后残留固体的质量与加入的铁粉的质量相等,则反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4导致固体增重等于反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑中参加反应的Fe的质量,假定反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑中参加反应的Fe的质量为56g,计算H2SO4的物质的量,根据差量法计算CuSO4的物质的量,据此计算原溶液中c(H+)与c(SO42-)之比.

解答 解:最后残留固体的质量与加入的铁粉的质量相等,则反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4导致固体增重等于反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑中参加反应的Fe的质量,
假定反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑中参加反应的Fe的质量为56g,其物质的量为1mol,由方程式可知n(H2SO4)=n(Fe)=1mol,
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 固体增重△m
   1mol           64g-56g=8g
   n(CuSO4)         56g
故n(CuSO4)=$\frac{56g}{8g}$×1mol=7mol,
故原溶液中c(H+):c(SO42-)=1mol×2:(1mol+7mol)=1:4,
故选:A.

点评 本题考查混合物的有关计算,难度中等,注意差量法与特殊值法的应用,关键是分析反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 导致固体增重等于反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑中参加反应的Fe的质量.

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