Question

4．稱取鐵粉和氧化銅的混合物6.40g，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，下列說法正確的是（　　）

• A． 原混合物中銅元素的質(zhì)量不一定為0.64g
• B． 生成氣體體積為2.016L
• C． 實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.1mol
• D． 原混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.5%

Answer 1

分析 生成可燃性氣體，說明鐵粉過量，發(fā)生反應(yīng)Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，反應(yīng)后的溶液為淺綠色，且只有一種金屬離子，則發(fā)生反應(yīng)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(jì)算CuO質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算Fe的質(zhì)量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算生成氫氣的質(zhì)量．

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0.64gCu，其物質(zhì)的量：$\frac{0.64g}{64g/mol}$=0.01mol，由Cu元素守恒可知n（CuO）=n（Cu）=0.01mol，
故混合物中：m（CuO）=0.01mol×80g/mol=0.8g，則：m（Fe）=6.40g-0.8g=5.6g，n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，
A．根據(jù)分析可知，銅的質(zhì)量為0.64g，故A錯(cuò)誤；
B．設(shè)氫氣的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可得：2n+0.01mol×2=0.1mol×2，解得n=0.09mol，沒有告訴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，不能使用標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積計(jì)算氫氣體積，故B錯(cuò)誤；
C．鐵的物質(zhì)的量為0.1mol，反應(yīng)生成溶質(zhì)為硫酸亞鐵，則反應(yīng)消耗的硫酸的物質(zhì)的量為0.1mol，故C正確；
D．由上述分析可知，F(xiàn)e的質(zhì)量為5.6g，混合物中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.6g}{6.4g}$×100%=87.5%，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的原理為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．