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4.取胆矾和铁粉组成的混和物,放入水中充分反应后,过滤取出固体残渣,洗涤干燥,称量其质量比原混和物质量减轻36.3g;取同质量的原混和物放入水中充分反应后再加入足量的稀硫酸,充分作用后过滤,将滤液蒸干,得到FeSO4•7H2O晶体,称其质量比原混和物质量增加1.35g.则混合物中胆矾和铁粉的物质的量之比为(  )
A.1:1B.2:3C.3:5D.6:7

分析 铁与铜离子的反应为:Cu2++Fe=Fe2++Cu,设出混合物中胆矾、铁粉的物质的量,分别根据铁粉过量、不足结合题中数据来源差量法计算出二者的物质的量,再计算出物质的量之比即可.

解答 解:铁与铜离子的反应为:Cu2++Fe=Fe2++Cu,设胆矾的物质的量为x、铁粉的物质的量为y,
当混合物中铁粉过量时,利用差量法,则铜离子完全反应,该置换反应中固体增加的质量为:64x-56x=8x,则混合物溶于水后固体减少的质量为:①250x-8x=36.3,
根据铁元素守恒可知,FeSO4•7H2O的物质的量为y,根据混合物质量增加了1.35g可得:②250x+56y+1.35=278y,
根据①②联立解得:x=0.15、y=0.175,混合物中胆矾和铁粉的物质的量之比为:0.15mol:0.175mol=6:7,故D正确;
当混合物中铁粉不足时,铜离子部分反应,铁完全反应,则:③250x-8y=36.3,
结合②③可得:x=1.56,y=0.176,由于铁粉不足,应该y<x,不符合题意,
故选D.

点评 本题考查了混合物反应的计算,题目难度较大,明确发生反应原理及混合物质量变化的原因为解答关键,注意讨论法、差量法在化学计算中的应用,试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力.

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