Question

某含鐵樣品5.6g與足量稀硫酸完全反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣0.195g，則其所含雜質(zhì)可能是

1. A.
   Na
2. B.
   Mg
3. C.
   Al
4. D.
   Zn

Answer 1

D
分析：采用極值法先計(jì)算純鐵5.6g能生成氫氣的質(zhì)量，然后再確定雜質(zhì)的類別．假設(shè)樣品中全部是鐵，計(jì)算一下5.6g鐵能產(chǎn)生多少氫氣，再與0.195g作比較，若計(jì)算值比0.195g大，說明混有的金屬產(chǎn)生氫氣的能力不如鐵，或者說根本就不會(huì)產(chǎn)生氫氣；若計(jì)算值比0.195g小，說明混有的金屬產(chǎn)生氫氣的能力比鐵強(qiáng)．
解答：設(shè)純鐵5.6g能生成氫氣的質(zhì)量為x，則有
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 2
5.6g x
=
x=0.2g
設(shè)純鈉5.6g能生成氫氣的質(zhì)量為y，則有
2Na+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂↑
46 2
5.6g y
=
y≈0.24g
設(shè)純鎂5.6g能生成氫氣的質(zhì)量為z，則有
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
24 2
5.6g z
=
z≈0.47g
設(shè)純鋁5.6g能生成氫氣的質(zhì)量為a，則有
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
54 6
5.6g a
=
a≈0.62g
設(shè)純鋅5.6g能生成氫氣的質(zhì)量為b，則有
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
65 2
5.6g b
=
b≈0.17g
根據(jù)平均值法，若是鐵與鈉或鎂或鋁的混合物，則生成的氫氣質(zhì)量應(yīng)該大于0.2g，不可能為0.195g，故混有的雜質(zhì)是鋅．
故選D．
或者：
設(shè)該金屬混合物為純凈金屬M(fèi)，其化合價(jià)為+2價(jià)，其相對(duì)原子質(zhì)量為x．
M+H₂SO₄=MSO₄+H₂↑
x 2
5.6g 0.195g
=
x=57.4
由于鐵本身的相對(duì)原子質(zhì)量為56，所以含有的雜質(zhì)的相對(duì)原子質(zhì)量大于57.4，所以含有的雜質(zhì)為鋅．故選D．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合金屬與酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量關(guān)系，完成此類題目，可以首先采用極值法，然后采用平均值法進(jìn)行．