今有一包鐵粉和銅粉混合粉末，為確定其組成，現提供4mo/L的FeCl3溶液(其他用品略),某合作學習小組同學的...

問題詳情：

今有一包鐵粉和銅粉混合粉末，為確定其組成，現提供4mo/L的FeCl3溶液(其他用品略),某合作學習小組同學的實驗結果如下(假定反應前後溶液體積不變)

A．第①組充分反應後溶液中c (Fe3+)=2.0mol/L

B．第②組剩餘固體是銅鐵混合物

C．第④組反應後的濾液中c(Fe2+)=5mol/L

D．原混合粉末中n(Fe): n(Cu)=2:3

【回答】

A

【解析】

根據氧化還原反應的規律，鐵離子與Fe、Cu都能反應，按照還原*強弱，鐵的還原*強於銅，所以三價鐵先和鐵反應再與銅反應，Fe+2Fe3+=3Fe2+，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；能剩餘的固體可以是銅，也可以是鐵和銅，從②組資料中可以得出，0.4molFeCl3溶液全部參與反應，假設只發生第一個反應，則溶解的Fe的質量為0.2mol×56g/mol＝11.2g，13.2g-1.28g=11.92g＞11.2g，所以同時也有一部分Cu溶解，剩餘的固體全部為Cu；利用②的資料，設Cu、Fe合金中金屬的物質的量分別為xmol、ymol，則根據方程式可知

Fe+2Fe3+=3Fe2+

x  2x

Cu    +    2Fe3+=2Fe2++Cu2+

0.2-0.1x  0.4-2x

依據銅元素守恆可得：（0.2-0.1x）+1.28÷64=y，根據質量守恆可得：56x+64y=13.2，聯立解得：x=y=0.11，即銅與鐵物質的量比是1：1。則A、①組，6g固體中含有Cu、Fe的物質的量均為6g÷120g/mol＝0.05mol，根據方程式可知

Fe  +  2Fe3+=3Fe2+

0.05   0.1  0.15

Cu + 2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+

0.05  0.1  0.05  0.1

所以c（Fe3+）=(0.4mol−0.2mol)÷0.1L=2.0mol/L，A正確；B、根據以上分析可知第②組剩餘固體是全部是銅，B錯誤；C、組中鐵和銅物質的量按照1：1混合，可以計算得到鐵和銅的物質的量都為：36g÷(56+64)g/mol=0.3mol，36g金屬中鐵的質量為：0.3mol×56g/mol＝16.8g，銅的質量為19.2g；根據以上分析可知此時反應的金屬為11.2g鐵，所以剩餘固體為鐵和銅，三價鐵全部反應，根據鐵元素守恆可知，0.4molFe3+全部反應生成Fe2+，溶解的鐵為11.2g，物質的量為0.2mol，所以反應後溶液中Fe2+的濃度為：c（Fe2+）＝(0.2mol+0.4mol)÷0.1L＝6mol/L，C錯誤；D、原混合粉末中n（Fe）：n（Cu）=1：1，D錯誤；*選C。

點睛：本題考查了鐵及其化合物的*質應用，主要是實驗資料的分析判斷和計算，題目難度較大，關鍵是通過②判斷剩餘固體為銅，通過計算得到鐵和銅的物質的量之比，③④剩餘固體便順利判斷成分，進而依據化學方程式或元素守恆計算，題目綜合*較大，資料處理較複雜。

知識點：物質含量的測定

題型：選擇題