Question

将一定量的Fe、Fe₂O₃、CuO的混合物放入体积为100mL、浓度为2.1mol?L^-1的H₂SO₄溶液中，充分反应后，生成气体896mL（标准状况），得到不溶固体1.28g．过滤后，滤液中的金属离子只有Fe²⁺（假设滤液体积仍为100mL）．向滤液中滴加2mol?L^-1NaOH溶液，直至30mL时开始出现沉淀．则原混合物中Fe物质的量为（　　）

• A、2 mol
• B、1.2 mol
• C、0.1mol
• D、1.6 mol

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：向滤液中加入2mol/L NaOH溶液至30mL时开始出现沉淀，说明固体与稀硫酸反应后稀硫酸有剩余，故Fe完全反应；由于过滤后，滤液中的金属离子只有Fe²⁺（假设滤液体积仍为100mL），故固体和硫酸反应后的盐只有硫酸亚铁，则固体与稀硫酸反应后的溶液是硫酸和硫酸亚铁的混合物，不溶物1.28g为Cu，根据氢氧化钠的物质的量计算剩余硫酸的物质的量，其余的硫酸根离子与亚铁离子构成硫酸亚铁，根据硫酸根守恒n（FeSO₄）=n（H₂SO₄），设混合物中Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，根据Fe元素守恒及转移电子守恒列方程计算解答．

解答： 解：与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×2mol/L×0.03L=0.03mol，
剩余的硫酸的物质的量=2.1mol/L×0.1L-0.03mol=0.21mol-0.03mol=0.18mol，剩余硫酸与固体反应生成了硫酸亚铁，根据硫酸根守恒n（FeSO₄）=n（H₂SO₄）=0.18mol，
不溶物为Cu，其物质的量为

1.28g

64g/mol

=0.02mol，生成氢气物质的量为

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，
设混合物中Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，
根据Fe元素守恒：x+2y=0.18
根据电子转移守恒：2x=2y+0.02×2+0.04×2
联立方程，解得x=0.1 y=0.04
故选C．

点评：本题考查了有关混合物的计算，难度中等，明确发生的反应是关键，注意利用原子守恒与电子转移守恒进行解答．