Question

将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100mL4.40mol/L盐酸中，充分反应后产生896mL H₂（标准状况），残留固体1.28g．过滤，滤液中无Cu²⁺．将滤液加水稀释到200mL，测得其中c（H⁺）为0.400mol/L．已知Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，且氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺．则原混合物中单质铁的质量是（ ）
A．2.4g
B．3.36g
C．5.60g
D．10.08g

Answer

根据溶液中还有较多H+离子剩余，且滤液中没有Cu2+，可知残留物没有Fe，只有Cu，而Cu可以残留说明溶液中没有Fe3+，阳离子为H+和Fe2+．根据原子守恒和得失电子总数相等计算，
【解析】
既然还有较多H+离子剩余，且滤液中没有Cu2+，可知残留物没有Fe，只有Cu．
而Cu可以残留说明溶液中没有Fe3+，阳离子为H+和Fe2+．反应有：CuO+2H+═Cu2++H2O，
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，
Fe+2Fe3+═3Fe2+，
Fe+Cu2+═Fe2++Cu，
Fe+2H+═Fe2++H2↑．根据原子守恒和得失电子总数相等计算．设原有Fe为xmol，Fe2O3为ymol，CuO为zmol，
生成Cu为=0.02mol，
生成H2为=0.04mol，
根据得失电子总数相等知：2x=2y+2×0.02+2×0.04；
又根据Cl-知：2（x+2y）+0.2×0.400=0.1×4.40．
将上述两式联立解出：x=0.1，y=0.04．
原混合物中单质铁的质量56g/mol×0.1mol=5.6g．
故选C．