Question

为了探究FeSO₄和Cu(NO₃)₂的混合物中各组分的含量，现设计如下流程。

下列叙述中错误的是

A．n = 0．02

B．V = 2240

C．原混合物中FeSO₄的质量分数约为89％

D．m = 3.2

Answer

D

【解析】

试题分析： 根据题中流程可知，步骤②中加入铁粉产生了氢气，说明前面的酸过量，步骤①中有氯气与亚铁离子反应，说明溶液a中有亚铁离子，17.08g的FeSO4和Cu(NO3)2的混合物与0.14mol硫酸混合，硝酸根全部被还原为NO，NO的物质的量为=0.02mol，根据氮元素守恒，样品中Cu(NO3)2的质量为188g/ mol×0.01mol=1.88g，所以FeSO4的质量为17.08g－1.88g=15.2g，其物质的量为0.1mol，原混合物中FeSO4的质量分数为×100％=89％，故C正确。

根据方程式3Fe2＋＋4H＋＋NO3－（稀）=3Fe3＋＋NO＋4H2O

3mol 4mol 22.4L

n(Fe2＋) n(H＋) 448ml

所以n(Fe2＋)=0.06mol，n(H＋)=0.08mol，则a溶液中亚铁离子的物质的量为0.1mol－0.06mol=0.04mol，根据方程式2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，可得氧化亚铁离子需要氯气的物质的量为0.02mol，故A正确。根据铁元素守恒，通入Cl2后a溶液中铁离子的物质的量为0.1mol，根据反应2Fe2＋＋Fe=3Fe3＋，可得消耗铁的物质的量为0.05mol即质量为2.8g；a溶液中n（H＋）=0.14mol×2－0.08mol=0.2mol，结合反应2H＋＋Fe = Fe2＋＋H2↑，可得消耗的物质的量为0.1mol即质量为5.6g；a溶液中还有0.01molCu2+，可消耗0.56g铁粉，同时生成0.64g铜，则剩余固体的质量为9g－5.6g－2.8g－0.56g + 0.64g =0.68g，故D错误，生成的氢气为0.1mol，其体积为2.24L，故B正确。

考点：探究物质的组成或测量物质的含量。

【名师点晴】本题考查了化学计算与实验流程相结合的知识，根据实验步骤和实验现象进行逐步计算是解题关键，难度较大。