Question

将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混

合物粉末放入100mL 4.40 mol/L盐酸中，充分反应后产生896 mL H₂(标准状况)，残留固体1.28g。过滤，滤液中无Cu^2＋。将滤液加水稀释到200mL，测得其中c(H^＋)为0.400mol/L。则原混合物中单质铁的质量是

A．2.24g         B．3.36g         C．5.60g         D．10.08g

Answer 1

【知识点】离子反应、化学计算中的守恒法

【答案解析】C   解析：根据滤液中还有较多H⁺剩余，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⁺，阳离子为H⁺和Fe²⁺．生成Cu为128/64=0.02mol,生成H₂为0.896/22.4=0.04mol,
反应有：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O，
Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．

设原有Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，CuO为zmol，根据得失电子总数相等知：2x=2y+2×0.02+2×0.04；
又根据Cl守恒知：2（x+2y）+0.2×0.400=0.1×4.40．将上述两式联立解出：x=0.1，y=0.04．
原混合物中单质铁的质量56g/mol×0.1mol=5.6g．

故答案选C

【思路点拨】本题考查离子反应、化学计算中的守恒法，关键根据滤液中还有较多H⁺，没有Cu²⁺，得到残留物没有Fe，只有Cu．而Cu可以残留说明溶液中没有Fe³⁺，阳离子为H⁺和Fe²⁺．