Question

某含鐵樣品5.6g與足量稀硫酸完全反應后產(chǎn)生氫氣0.195g，則其所含雜質可能是（ ）
A．Na
B．Mg
C．Al
D．Zn

Answer 1

【答案】分析：采用極值法先計算純鐵5.6g能生成氫氣的質量，然后再確定雜質的類別．假設樣品中全部是鐵，計算一下5.6g鐵能產(chǎn)生多少氫氣，再與0.195g作比較，若計算值比0.195g大，說明混有的金屬產(chǎn)生氫氣的能力不如鐵，或者說根本就不會產(chǎn)生氫氣；若計算值比0.195g小，說明混有的金屬產(chǎn)生氫氣的能力比鐵強．
解答：解：設純鐵5.6g能生成氫氣的質量為x，則有
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             2
5.6g           x
=
    x=0.2g
設純鈉5.6g能生成氫氣的質量為y，則有
2Na+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂↑
46              2
5.6g            y
=
    y≈0.24g
設純鎂5.6g能生成氫氣的質量為z，則有
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
24             2
5.6g           z
=
    z≈0.47g
設純鋁5.6g能生成氫氣的質量為a，則有
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
54                     6
5.6g                   a
=
    a≈0.62g
設純鋅5.6g能生成氫氣的質量為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，則生成的氫氣質量應該大于0.2g，不可能為0.195g，故混有的雜質是鋅．
故選D．
或者：
設該金屬混合物為純凈金屬M，其化合價為+2價，其相對原子質量為x．
M+H₂SO₄=MSO₄+H₂↑
x            2
5.6g        0.195g
=
x=57.4
由于鐵本身的相對原子質量為56，所以含有的雜質的相對原子質量大于57.4，所以含有的雜質為鋅．故選D．
點評：本題考查了混合金屬與酸反應生成氫氣的質量關系，完成此類題目，可以首先采用極值法，然后采用平均值法進行．