Question

将13.6gFe、Fe₂O₃和CuO的混合粉末加入到100mL一定物质的量浓度的盐酸中，充分反应，生成标准状况下的氢气896mL，过滤，滤渣经洗涤、干燥后得到1.28g固体纯净物，经检验滤液中只含有一种溶质。请回答：

（1）固体混合物中CuO的质量___。

（2）盐酸的浓度为___。

Answer

1.60g 3.60mol•L-1

【解析】

(1)根据氧化性的强弱顺序判断反应的先后顺序，推测1.28g固体纯净物的成分，再进一步确定CuO的质量；

(2) 盐酸的浓度c(HCl) =c(H+)=c(Cl-)，滤液中只含有一种溶质，易知是FeCl2 ,若计算出Fe2+的物质的量，则可以计算出n(Cl-) ,从而得出盐酸的浓度。

（1）根据氧化性强弱：Fe3+>Cu2+>H+ ，Fe涉及的相关反应按①②③顺序发生下列三组反应：①Fe2O3~2HCl ~2FeCl3  ，2FeCl3​+ Fe = 3FeCl2；

②CuO~2HCl~CuCl2  ,  CuCl2 +  Fe= FeCl2  + Cu；

③ 2HCl+Fe= FeCl2+H2↑。

依据题意易推知1.28g固体纯净物为铜，物质的量为0.02mol，逆推可判断固体混合物中含有0.02molCuO,质量为1.60g,故固体混合物中CuO的质量为1.60g。

（2）设与Fe2O3反应的Fe的物质的量为xmol，

①Fe2O3   ~   Fe  ~    3FeCl2；    ②CuO ~     Fe     ~    FeCl2      ~    Cu ；

③ 2HCl    ~   Fe    ~    FeCl2    ~    H2↑

则160x + 56(x+0.02+0.04)+80×0.02 =13.6，求得x=0.04mol，可知n(FeCl2)= 0.04×3 +0.02+0.04=0.18mol ，n(Cl-)=2n(FeCl2)=0.36mol，c(Cl-)===3.60mol/L，则盐酸浓度为3.60mol/L。