Question

8．鐵、銅混合粉末18.0g加入到100mL 5.0mol•L^-1FeCl₃溶液中，充分反應后，剩余固體質量為2.8g．下列說法正確的是（　　）

• A． 剩余固體是銅
• B． 原固體混合物中銅的質量是9.6g
• C． 反應后溶液中n（Fe³⁺）=0.10mol
• D． 反應后溶液中n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=0.75mol

Answer 1

分析 由于鐵比銅活潑，則與FeCl₃溶液反應時的先后順序為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，原氯化鐵溶液中含有氯化鐵的物質的量為：n（FeCl₃）=5mol/L×0.1L=0.5mol，結合反應的方程式解答．

解答 解：鐵的還原性強于銅，把鐵、銅混合粉末加入氯化鐵溶液中，鐵先與鐵離子反應，氯化鐵的物質的量是0.5mol，
設0.5mol鐵離子完全反應消耗鐵、銅的質量分別為m₁、m₂，則：
Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺       Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
64g 2mol                56g  2mol
m₁  0.5mol               m₂  0.5mol
m₁=$\frac{64g×0.5mol}{2mol}$=16g，
m₂=$\frac{56g×0.5mol}{2mol}$=14g，
溶解的金屬質量為：18g-2.8g=15.2g，14g＜15.2g＜16g，則鐵完全反應、銅部分反應，
A．根據(jù)分析可知，剩余的金屬為Cu，故A正確；
B．設反應消耗銅的物質的量為n₁，反應的鐵的物質的量為n₂，則：①64n₁+56n₂=15.2g、②n₁+n₂=$\frac{1}{2}$n（Fe³⁺）=0.25mol，解得：n₁=0.15mol、n₂=0.1mol，則原來混合物中含有的銅的質量為：0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g，故B錯誤；
C．由于銅剩余，則Fe³⁺完全反應，故C錯誤；
D．根據(jù)反應方程式可知反應后溶液中n（Fe²⁺）=2n（Cu）+3n（Fe）=2×0.15mol+3×0.10mol=0.6mol，反應后溶液中銅離子的物質的量為n（Cu²⁺）=n（Cu）=0.15mol，故n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=0.6mol+0.15mol=0.75mol，故D正確；
故選AD．

點評 本題考查混合物反應的計算，為高頻考點，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題側重于學生的分析能力和計算能力．