Question

20．向含F(xiàn)e₂（SO₄）₃、CuCl₂、H₂SO₄的混合溶液中投入足量的Fe粉，充分反應(yīng)后，剩余的固體物質(zhì)經(jīng)干燥，稱得其質(zhì)量比加入的鐵粉質(zhì)量減輕16g，此時(shí)溶液中c（Fe²⁺）是原混合液中c（Cu²⁺）的3倍（反應(yīng)前后體積沒(méi)有變化），溶液中c（SO₄^2-）與c（Cl^-）之比是（　　）

• A． 1：2
• B． 2：1
• C． 1：3
• D． 1：1

Answer 1

分析 向含F(xiàn)e₂（SO₄）₃、CuCl₂、H₂SO₄的混合溶液中投入足量的Fe粉，充分反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)Fe+CuCl₂=Cu+FeCl₂，F(xiàn)e+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
反應(yīng)前固體為鐵，設(shè)其物質(zhì)的量為x，反應(yīng)后只有銅，設(shè)其物質(zhì)的量為y，依據(jù)質(zhì)量關(guān)系列式得到（1）56x-64y=16g，
由于氧化還原反應(yīng)過(guò)程中存在電子守恒，鐵總共失去電子數(shù)2x，銅離子得到2y個(gè)電子，剩下的電子最終都是在二價(jià)鐵離子中，可知溶液最后的二價(jià)鐵離子的量$\frac{2x-2y}{2}$+x=2x-y，而已知反應(yīng)后二甲鐵離子與反應(yīng)前銅離子的比例為3：1，（2）（2x-y）：y=3：1，
聯(lián)立（1）（2）計(jì)算得到y(tǒng)=$\frac{1}{3}$，2x-y=1，結(jié)合元素守恒計(jì)算．

解答 解：反應(yīng)前固體為鐵，設(shè)其物質(zhì)的量為x，反應(yīng)后只有銅，設(shè)其物質(zhì)的量為y，
依據(jù)質(zhì)量關(guān)系列式得到（1）56x-64y=16g，
由于氧化還原反應(yīng)過(guò)程中存在電子守恒，鐵總共失去電子數(shù)2x，銅離子得到2y個(gè)電子，剩下的電子最終都是在二價(jià)鐵離子中，可知溶液最后的二價(jià)鐵離子的量$\frac{2x-2y}{2}$+x=2x-y，
而已知反應(yīng)后二甲鐵離子與反應(yīng)前銅離子的比例為3：1，（2）（2x-y）：y=3：1，
聯(lián)立（1）56x+64y=16g
（2）（2x-y）：y=3：1
計(jì)算得到y(tǒng)=$\frac{1}{3}$，2x-y=1，
由氯化銅中元素守恒和氯元素的量為2y=$\frac{2}{3}$，
電荷守恒可知硫酸根離子物質(zhì)的量[2（x-y）×2-$\frac{2}{3}$]×$\frac{1}{2}$=$\frac{2}{3}$，
硫酸根離子和氯離子物質(zhì)的量之比為1：1，
故選D

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)順序、元素守恒、電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，題目難度較大．