Question

铁、铜混合粉末18.0 g加入到100 mL 5.0 mol·L^－1 FeCl₃ 溶液中，剩余固体质量为3.2 g。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9.6 g

C. 反应后溶液中n(Fe^3＋)＝0.10 mol    D. 反应后溶液中n(Fe^2＋)＋n(Cu^2＋)＝0.5 mol

Answer

B

【解析】

铁的还原性大于铜，铁、铜混合粉末加入到FeCl3 溶液中，铁先反应；FeCl3的物质的量为0.5 mol，设0.5 mol铁离子完全反应消耗铜m1g 、 m2g，则有：Cu+ 2Fe3＋=Cu2＋+2 Fe2＋，根据Cu-- 2Fe3＋关系，m1/64:0.5=1:2，解之m1=16 g；Fe+ 2Fe3＋=3 Fe2＋，根据Fe--2Fe3＋关系，m2/56:0.5=1:2, 解之m2=14g,溶解的金属质量为18-3.2=14.8 g，因为14<14.8<16，所以铁完全反应，铜部分反应，且铁离子完全反应；设反应消耗铜的物质的量为xmol, 反应的铁的量为 ymol ，则有64x+56y=14.8，x+y=0.25，解之：x=0.1 mol、y=0.15mol；原混合物中铜的质量是0.1×64+3.2=9.6 g，根据反应方程式可知反应后的溶液中：n(Fe2＋)=2x（Cu）+3y（Fe）=2×0.1+3×0.15=0.65 mol；反应后溶液中铜离子的物质的量为：n(Cu)= n(Cu2+)=0.1 mol,，n(Fe2＋)＋n(Cu2＋)=0.65+0.1=0.75 mol；综上分析，剩余固体全部为铜，溶液中不可能含有Fe3＋，A、C均错误；反应后溶液中n(Fe2＋)＋n(Cu2＋)＝0.75 mol，D错误；正确选项B。