Question

為測定某鐵銅合金的組成，現(xiàn)將5.6g該合金（表面氧化膜成分為Fe₂O₃和CuO）加入到過量稀硫酸中，完全反應(yīng)后產(chǎn)生氣體672mL，并得到淺綠色溶液A（不含Cu²⁺離子）和不溶物B．過濾，將B加入到適量的某濃度的硝酸中，完全溶解后，得NO、NO₂的混合氣896mL，經(jīng)測定該混合氣中V（NO）：V（NO₂）=3：1．再將A也加入到足量同濃度的硝酸中充分反應(yīng)，用排水法收集產(chǎn)生的氣體結(jié)果得一燒瓶氣體，（不從水中移出燒瓶）緊接著向燒瓶中通入224mL O₂，氣體能恰好完全溶于水（以上所有氣體體積都已換算成標(biāo)準狀況時的數(shù)據(jù)）．下列結(jié)論正確的是（　�。�

• A、合金中氧元素的物質(zhì)的量是0.01 mol
• B、合金中鐵單質(zhì)的質(zhì)量是1.68 g
• C、溶液A中存在的陽離子只有Fe²⁺離子
• D、不溶物B為銅單質(zhì)且質(zhì)量是1.6 g

Answer 1

分析：①將5.6gFe、Cu合金（表面氧化膜成分為Fe₂O₃和CuO）加入到過量稀硫酸中，完全反應(yīng)后產(chǎn)生氣體672mL為氫氣體積，得到淺綠色溶液A（不含Cu²⁺離子）和不溶物B，則B為Cu；
②硫酸過量，A中含有Fe²⁺、H⁺；
③將得到的Cu加入到適量的某濃度的硝酸中，完全溶解后，得NO、NO₂的混合氣896mL，該混合氣中V（NO）：V（NO₂）=3：1，根據(jù)n=

V

Vm

計算混合氣體總物質(zhì)的量，進而計算n（NO）、n（NO₂），根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算n（Cu），根據(jù)m=nM計算m（Cu）；
④將A也加入到足量同濃度的硝酸中充分反應(yīng)，用排水法收集產(chǎn)生的氣體為氮的氧化物，（不從水中移出燒瓶）緊接著向燒瓶中通入224mL O₂，又得到硝酸，縱觀整個過程，F(xiàn)e²⁺提供的電子等于氧氣獲得的電子，據(jù)此計算溶液A中n（Fe²⁺），根據(jù)元素守恒計算合金中m（Fe元素），合金中m（O）=m（合金）-m（Cu元素）-m（Fe元素），再根據(jù)n=

m

M

計算合金中n（O）．

解答：解：①將5.6gFe、Cu合金（表面氧化膜成分為Fe₂O₃和CuO）加入到過量稀硫酸中，完全反應(yīng)后產(chǎn)生氣體672mL為氫氣體積，n（H₂）=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，得到淺綠色溶液A（不含Cu²⁺離子）和不溶物B，則B為Cu；
②硫酸過量，A中含有Fe²⁺、H⁺；
③將B加入到適量的某濃度的硝酸中，完全溶解后，得NO、NO₂的混合氣896mL，混合氣體總物質(zhì)的量=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，該混合氣中V（NO）：V（NO₂）=3：1，故n（NO）=0.04mol×

3

4

=0.03mol，
n（NO₂）=0.04mol-0.03mol=0.01mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，n（Cu）=

0.03mol×3+0.01mol×1

2

=0.05mol，故m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g；
④將A也加入到足量同濃度的硝酸中充分反應(yīng)，用排水法收集產(chǎn)生的氣體為氮的氧化物，（不從水中移出燒瓶）緊接著向燒瓶中通入224mL O₂，又得到硝酸，縱觀整個過程，F(xiàn)e²⁺提供的電子等于氧氣獲得的電子，氧氣的物質(zhì)的量=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，故溶液A中n（Fe²⁺）=

0.01mol×4

1

=0.04mol，根據(jù)元素守恒，可知合金中m（Fe元素）=0.04mol×56g/mol=2.24g，故合金中m（O）=m（合金）-m（Cu元素）-m（Fe元素）=5.6g-3.2g-2.24g=0.16g，故合金中n（O元素）=

0.16g

16g/mol

=0.01mol；
A．根據(jù)④知合金中n（O元素）=

0.16g

16g/mol

=0.01mol，故A正確；
B．根據(jù)①知，n（H₂）=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，根據(jù)鐵和氫氣的關(guān)系式知，生成氫氣消耗m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，鐵還和銅離子、鐵離子反應(yīng)，所以鐵的總質(zhì)量大于1.68g，故B錯誤；
C．根據(jù)②知，A中含有Fe²⁺、H⁺，故C錯誤；
D．根據(jù)③知，m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g，故D錯誤；
故選A．

點評：本題考查了混合物的計算，根據(jù)生成氫氣的體積確定鐵的質(zhì)量、根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算Cu的質(zhì)量、鐵元素的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量守恒計算O元素的物質(zhì)的量，同時考查學(xué)生考慮問題的縝密性，注意守恒思想的應(yīng)用，題目難度中等．