Question

铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL 5.0mol•L^﹣1 FeCl₃溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g．下列说法正确的是（    ）

A．剩余固体是铁、铜混合物

B．原固体混合物中铜的质量是9.6g

C．反应后溶液中n（Fe³⁺）=0.10mol

D．反应后溶液中n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=0.75mol

Answer

D

【解析】铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中，铁先与铁离子反应，氯化铁的物质的量是0.5mol，

设0.5mol铁离子完全反应消耗铁、铜的质量分别为m1、m2，则：

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ Fe+2Fe3+=3Fe2+

64g 2mol 56g 2mol

m1 0.5mol m2 0.5mol

m1==16g，

m2==14g，

溶解的金属质量为：18g﹣2.8g=15.2g，14g＜15.2g＜16g，

则铁完全反应、铜部分反应，且Fe3+完全反应，剩余的金属为Cu，故A、C错误；

设反应消耗铜的物质的量为n1，反应的铁的物质的量为n2，

则：①64n1+56n2=15.2g

②n1+n2=n（Fe3+）=0.25mol，

解得：n1=0.15mol、n2=0.1mol，

则原来混合物中含有的铜的质量为：0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g，故B错误；

根据反应方程式可知反应后溶液中n（Fe2+）=2n（Cu）+3n（Fe）=2×0.15mol+3×0.10mol=0.6mol，

反应后溶液中铜离子的物质的量为n（Cu2+）=n（Cu）=0.15mol，故n（Fe2+）+n（Cu2+）=0.6mol+0.15mol=0.75mol，故D正确．故选D．

【点评】本题考查混合物的计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意根据反应的相关方程式从质量守恒的角度解答，难度中等．