Question

15．將鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入110mL4mol/L鹽酸中，充分反應(yīng)后產(chǎn)生896mLH₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），殘留固體1.00g．過濾，濾液中無Cu²⁺．將濾液加水稀釋到200mL，測(cè)得其中c（H⁺）為0.4mol/L．求原混合物的總質(zhì)量．

Answer 1

分析 混合物與鹽酸反應(yīng)生成氯化物、氫氣與水，根據(jù)溶液中還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知?dú)埩粑餂]有Fe，只有Cu，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，溶液中陽離子為H⁺和Fe²⁺，根據(jù)電荷守恒計(jì)算n（Fe²⁺），根據(jù)原子守恒計(jì)算混合物中Fe元素質(zhì)量，參加反應(yīng)的HCl中的H元素轉(zhuǎn)化到氫氣、水中，根據(jù)H原子守恒，計(jì)算混合物中O原子物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算O元素質(zhì)量，Cu、Fe、O氧元素質(zhì)量之和為混合物總質(zhì)量．

解答 解：混合物與鹽酸反應(yīng)生成氯化物、氫氣與水，根據(jù)溶液中還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知?dú)埩粑餂]有Fe，只有Cu，即1.00g為Cu的質(zhì)量，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，溶液中陽離子為H⁺和Fe²⁺，
反應(yīng)后剩余n（H⁺）=0.4mol•L^-1×0.2L=0.08mol，溶液中氯離子不變，則n（Cl^-）=4mol•L^-1×0.11L=0.44mol，
根據(jù)電荷守恒：2n（Fe²⁺）=n（Cl^-）-n（H⁺）=0.44mol-0.08mol=0.36mol，則n（Fe²⁺）=0.18mol，根據(jù)原子守恒可知，混合物中Fe元素質(zhì)量=0.18mol×56g/mol=10.08g，
參加反應(yīng)的HCl中的H元素轉(zhuǎn)化到氫氣、水中，根據(jù)H原子守恒：2n（H₂O）+2n（H₂）=n_總（HCl）-n_余（H⁺），即2n（H₂O）+2×$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.44mol-0.08mol，n（H₂O）=0.14mol，故混合物中氧元素質(zhì)量=0.14mol×16g/mol=2.24g，
所以原混合物總質(zhì)量=1.00g+10.08g+2.24g=13.32g，
答：原混合物的總質(zhì)量為13.32g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，注意從溶液存在的離子判斷物質(zhì)反應(yīng)的程度，利用守恒的方法計(jì)算，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．