Question

将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100 mL 4.40 mol/L盐酸中，充分反应后产生896 mL H₂(标准状况)，残留固体1.28 g。过滤，滤液中无Cu²⁺。将滤液加水稀释到200 mL，测得其中c(H⁺)为0．400 mol/L。则原混合物中氧化铁的质量是

A．2.4g              B．3.36g        C．5.60g         D．6.4g

Answer

D

【解析】方法一：由题知反应后的溶液显酸性，则1.28 g固体全是铜，无铁，溶液中不含Fe3＋，即溶液中只有Fe2＋和H＋,  总共发生了以下反应:Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑ CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O

                                              2mol     22400mL         2          1

n1        896mL      2n5       n5   

Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O            Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu     Fe＋2FeCl3=3FeCl2

1mol  6mol 2mol                   1mol1mol  1mol  64g

n2        n3        n4                                 n5=0.02mol  1.28g

n1+2n5 + n3 = 0.1L× 4.40mol/L-0.2L×0.4mol/L=0.36mol,n1=0.08mol, n5=0.02mol,则n3=0.24mol，n2=0.04mol即氧化铁的质量是6.4g。

方法二：根据题意，溶液的成分为FeCl2、HCl，设Fe、Fe2O3的物质的量分别为x、y，根据得失电子守恒和物料守恒得2x=2y+×2+×2=2y+0.04+0.08, x+2y=( 0.1L×4.40mol/L-0.2L×0.4mol/L)/2=0.18mol,y=0.04mol,即氧化铁的质量是6.4g。