Question

3．有一鐵粉和氧化銅的混合物8.32g，進行如下實驗：根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，有關(guān)說法正確的是（　�。�

• A． 無色氣體的體積為2.24L
• B． 原混合物中鐵的質(zhì)量為6.72g
• C． 反應(yīng)后的溶液中金屬離子物質(zhì)的量為0.02 mol
• D． 反應(yīng)消耗的H₂SO₄物質(zhì)的量為0.1 mol

Answer 1

分析 生成可燃性氣體，說明發(fā)生反應(yīng)：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，得到的溶液只有一種金屬離子，則發(fā)生CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O后，又發(fā)生CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu，且Cu被完全置換，根據(jù)Cu的質(zhì)量計算CuO質(zhì)量，進而計算Fe的質(zhì)量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計算生成氫氣的質(zhì)量，根據(jù)硫酸根守恒可知n_{反應(yīng)}（H₂SO₄）=n（FeSO₄），再由Fe原子守恒可知n_{反應(yīng)}（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe），以此解答該題．

解答 解：生成可燃性氣體，說明發(fā)生反應(yīng)：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，溶液為淺綠色，只有一種金屬離子，則發(fā)生CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O后，又發(fā)生CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu，且Cu被完全置換，生成1.28gCu，n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，由Cu元素守恒可知n（CuO）=n（Cu）=0.02mol，故混合物中m（CuO）=0.02mol×80g/mol=1.6g，則m（Fe）=8.32g-1.6g=6.72g，n（Fe）=$\frac{6.72g}{56g/mol}$=0.12mol，
A．設(shè)氫氣的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，由2n+0.02mol×2=0.12mol×2，解得n=0.1mol，但由于氣體存在的條件位置，則不能確定體積，故A錯誤；
B．通過以上分析知，F(xiàn)e的質(zhì)量為6.72g，故B正確；
C．根據(jù)硫酸根守恒可知n_{反應(yīng)}（H₂SO₄）=n（FeSO₄），再由Fe原子守恒，可知n_{反應(yīng)}（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）=0.12mol，故C錯誤；
D．溶液中金屬離子是亞鐵離子，根據(jù)Fe原子守恒得n（Fe²⁺）=n（Fe）=0.12mol，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查混合物的計算，為高頻考點，題目難度中等，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷能力，明確物質(zhì)之間反應(yīng)及反應(yīng)先后順序是解本題關(guān)鍵，注意原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒的靈活運用．