Question

20．將一定質(zhì)量的鋅、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入100mL4.4mol/L鹽酸中，充分反應(yīng)后產(chǎn)生896mL H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），殘留固體1.28g．過(guò)濾，濾液中無(wú)Cu²⁺，將濾液加水稀釋到200mL，測(cè)得其中c（H⁺）為0.400mol/L．則原混合物中單質(zhì)鋅的質(zhì)量是（　　）

• A． 2.60g
• B． 3.90g
• C． 6.50g
• D． 13.65g

Answer 1

分析 完全反應(yīng)后濾液中沒(méi)有Cu²⁺，且有剩余固體，說(shuō)明溶液中也沒(méi)有Fe³⁺，則溶液中陽(yáng)離子有Zn²⁺、Fe²⁺和H⁺，溶質(zhì)為ZnCl₂、FeCl₂和HCl，
根據(jù)電荷守恒得2n（Fe²⁺）+2n（Zn²⁺）+n（H⁺）=n（Cl^-），則n（Zn²⁺）+n（Fe²⁺）=$\frac{4.40mol/L×0.1L-0.40mol/L×0.2L}{2}$mol=0.18mol，生成n（H₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，因?yàn)辂}酸有剩余，溶液殘留固體是Cu，n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，
設(shè)Zn的物質(zhì)的量為xmol、Fe₂O₃的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)原子守恒得：x+2y=0.18，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得：2x=0.04×2+0.02×2+2y×1，據(jù)此計(jì)算出鋅的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算Zn的質(zhì)量．

解答 解：完全反應(yīng)后濾液中沒(méi)有Cu²⁺，反應(yīng)后有殘留固體，則溶液中也沒(méi)有Fe³⁺，則溶液中陽(yáng)離子有Zn²⁺、Fe²⁺和H⁺，溶質(zhì)為ZnCl₂、FeCl₂和HCl，
根據(jù)電荷守恒得2n（Fe²⁺）+2n（Zn²⁺）+n（H⁺）=n（Cl^-），則n（Zn²⁺）+n（Fe²⁺）=$\frac{4.40mol/L×0.1L-0.40mol/L×0.2L}{2}$mol=0.18mol，
反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為：n（H₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，
因?yàn)辂}酸有剩余，溶液殘留固體是Cu，其物質(zhì)的量為：n（Cu）=$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，
設(shè)Zn的物質(zhì)的量為xmol、Fe₂O₃的物質(zhì)的量為ymol，
根據(jù)原子守恒得：①x+2y=0.18，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得：②2x=0.04×2+0.02×2+2y×1，
聯(lián)立①②解得：x=0.10、y=0.04，
所以m（Zn）=0.10mol×65g/mol=6.5g，
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，側(cè)重考查分析計(jì)算能力，題目難度中等，明確溶液中的溶質(zhì)是解本題關(guān)鍵，根據(jù)原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒進(jìn)行計(jì)算，能化繁為簡(jiǎn)，提高效率．