Question

【題目】已知氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ ． 現(xiàn)有一包鐵粉和銅粉混合粉末，某實驗小組為了確定其組成，利用1.2molL﹣1的FeCl3溶液（其他用品略），與混合粉末反應(yīng)，實驗結(jié)果如下（假定反應(yīng)前后溶液體積不變）：

組別	①	②	③	④
V[FeCl3（aq）]/mL	50	50	50	50
混合粉末質(zhì)量/g	1.2	2.4	3.6	4.8
反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量/g	0	0.64	1.92	3.12[

分析表中數(shù)據(jù)，下列結(jié)論不正確的是（ ）
A.第①組反應(yīng)后溶液中剩余c（Fe3+）=0.4 molL﹣1
B.第②、③組剩余固體全是銅
C.第④組的濾液中c（Fe2+）=2.0 molL﹣1
D.原混合粉末中n（Fe）：n（Cu）=1：1

Answer 1

【答案】C
【解析】解：還原性：Fe＞Cu，故Fe3+優(yōu)先Fe反應(yīng)（Fe+2Fe3+=3Fe2+），F(xiàn)e完全反應(yīng)后若Fe3+有剩余，則再與銅反應(yīng)（Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+），所以剩余的固體可以是銅，可以是鐵和銅的混合物；
根據(jù)第②組數(shù)據(jù)中可以得出FeCl3溶液全部參與反應(yīng)，50mL FeCl3溶液能溶解金屬質(zhì)量為：2.4g﹣0.64g=1.76g＞1.2g，大于第①組溶解的金屬質(zhì)量，故第①組金屬完全反應(yīng)，且FeCl3有剩余；
第②組實驗中FeCl3溶液全部參與反應(yīng)，F(xiàn)eCl3物質(zhì)的量為：0.05L×1.2mol/L=0.06mol，假設(shè)只發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， 參加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為0.03mol，溶解的Fe的質(zhì)量為：0.03mol×56g/mol=1.68gg＜1.76g，所以鐵完全溶解的同時還有部分Cu溶解，則剩余的0.64g固體全部為Cu；
第③組實驗中溶解金屬為：3.6g﹣1.92g=1.68g，混合物中Fe恰好完全反應(yīng)、Cu不反應(yīng)，剩余1.92g為Cu，合金中Fe與Cu的質(zhì)量之比為：1.68g：1.92g=7：8；
故第④組實驗中，剩余固體為Fe、Cu，
A．根據(jù)分析可知，第①組反應(yīng)中金屬完全反應(yīng)，1.2g合金中含有鐵的物質(zhì)的量為： =0.01mol，含有銅的物質(zhì)的量為： =0.01mol，根據(jù)反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+可知，金屬消耗鐵離子的物質(zhì)的量為：0.01mol×2+0.01mol×2=0.04mol，①反應(yīng)后的溶液中鐵離子濃度為： =0.4mol/L，故A正確；
B．根據(jù)分析可知，第②、③組剩余的全部為銅，故B正確；
C．由上述分析可知，第④組實驗剩余金屬為Fe和Cu，參加反應(yīng)金屬為1.68g，其物質(zhì)的量為0.03mol，由Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， 可知溶液中n（Fe2+）=0.09mol，故c（Fe2+）= =1.8mol/L，故C錯誤；
D．第③組實驗中溶解金屬為：3.6g﹣1.92g=1.68g，混合物中Fe恰好完全反應(yīng)、Cu不反應(yīng)，剩余1.92g為Cu，合金中Fe與Cu的質(zhì)量之比為：1.68g：1.92g=7：8，則二者的物質(zhì)的量之比為： ： =1：1，故D錯誤；
故選C．