精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
3.一包由Cu、Fe、Fe2O3三种物质构成的混合粉末,某合作学习小组的同学拟探究其组成.他们称取该混合粉末20.40g放入反应器中并连接气体收集装置,向反应器逐滴加入4.00mol•L-1硫酸溶液并缓慢搅拌.当加入硫酸a mL时,混合粉末恰好完全溶解,同时收集到bL(标准状况)H2,向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不显红色.下列结论正确的是(  )
A.混合粉末中物质的量之间一定满足:n(Cu)+n(Fe)=n(Fe2O3)
B.混合粉末中物质的量之间一定满足:n(Fe)>n(Cu)>n(Fe2O3)
C.混合粉末中物质的量之间一定满足:n(Cu)+n(Fe)═n(Fe2O3)+$\frac{bL}{22.4L•mo{l}^{-1}}$
D.若a=72.50,b=1.12,则20.40g混合粉末中:n(Fe)=n(Cu)=0.05mol、n(Fe2O3)=0.09mol

分析 向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不显红色,说明溶液中没有Fe3+,且进入amL硫酸后混合粉末完全溶解,同时还生成bL(标准状况)H2,发生的反应有:
Fe+Fe2O3+3H2SO4=3FeSO4+3H2O①
Cu+Fe2O3+3H2SO4=2FeSO4+CuSO4+3H2O②
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑③,
根据方程式①②③得n(Fe)+n(Cu)=n(Cu)+n(Fe)═n(Fe2O3)+$\frac{bL}{22.4L•mo{l}^{-1}}$;
如果a=72.50、b=1.12,
硫酸中的H+完全反应后生成H2和H2O,根据H原子守恒得n(H2SO4)=n(H2)+n(H2O),则n(H2O)=4.00mol/L×0.0725L-$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.29mol-0.05mol=0.24mol,
根据O原子守恒计算n(Fe2O3);
根据转移电子守恒及Cu、Fe的质量计算n(Fe)、n(Cu).

解答 解:向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不显红色,说明溶液中没有Fe3+,且进入amL硫酸后混合粉末完全溶解,同时还生成bL(标准状况)H2,发生的反应有:
Fe+Fe2O3+3H2SO4=3FeSO4+3H2O①
Cu+Fe2O3+3H2SO4=2FeSO4+CuSO4+3H2O②
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑③,
根据方程式①②③得n(Fe)+n(Cu)=n(Cu)+n(Fe)═n(Fe2O3)+$\frac{bL}{22.4L•mo{l}^{-1}}$;
如果a=72.50、b=1.12,
硫酸中的H+完全反应后生成H2和H2O,根据H原子守恒得n(H2SO4)=n(H2)+n(H2O),则n(H2O)=4.00mol/L×0.0725L-$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.29mol-0.05mol=0.24mol,
根据O原子守恒得n(Fe2O3)=$\frac{1}{3}$n(H2O)=$\frac{1}{3}$×0.24mol=0.08mol;
则m(Fe)+m(Cu)=20.40g-160g×0.08=7.6g,
设n(Fe)=xmol、n(Cu)=ymol,结合转移电子守恒得
$\left\{\begin{array}{l}{56x+64y=7.6}\\{2x+2y=0.08×2×1+0.05×2}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.09}\\{y=0.04}\end{array}\right.$,
即n(Fe)=0.09mol、n(Cu)=0.04mol、n(Fe2O3)=0.08mol,
通过以上分析知,只有C正确;
故选C.

点评 本题考查混合物的有关计算,侧重考查学生分析计算及知识综合运用能力,明确溶液中溶质成分及物质之间发生的反应是解本题关键,注意反应过程中原子守恒及转移电子守恒的灵活运用,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.镁铝合金5.1g加入到100mL 6.0mol•L-1盐酸中,待固体完全溶解后,向溶液中继续逐滴滴入6.0mol•L-1的氢氧化钠溶液,当滴入VmL时沉淀质量达到最大值,继续滴入氢氧化钠至沉淀的量不再变化,将沉淀过滤、洗涤、低温烘干,称重得质量为5.8g.下列说法正确的是(  )
A.开始滴入NaOH溶液时立即产生白色沉淀
B.原固体混合物中镁的质量是1.2g
C.V=100mL
D.若将5.1g该合金溶于足量的氢氧化钠溶液,在常温常压下放出3.36L气体

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2.相同条件下,体积相同的CO和CO2,物质的量比为1:1;其质量比为7:11;原子个数比为2:3;密度比为7:11.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.设NA为阿伏伽德罗常数,下列说法一定正确的是(  )
A.4g D2和足量O2反应可生成D2O 2NA个
B.98g H3PO4和H2SO4的混合物中含氢原子2.5NA个
C.6.02×1023个葡萄糖分子约含羟基6NA个
D.1molNa完全燃烧可转移电子NA个

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.15.6g过氧化钠粉末与足量的水蒸气和二氧化碳的混合气体接触并完全反应,固体粉末净增质量(X)和转移电子的物质的量(Y)可能是(  )
A.5.6g、0.1molB.4.6g、0.2molC.0.3g、0.2molD.5.0g、0.4mol

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.X、Y和Z均为短周期元素,原子序数依次增大,X的单质为密度最小的气体,Y原子最外层电子数是其周期数的3倍,Z与X原子最外层电子数相同.
回答下列问题:
(1)X、Y和Z的元素符号分别为H、O和Na.
(2)由Y和Z的两种单质可生成的一种淡黄色的固体化合物甲,则甲的化学式为Na2O2;生成甲的化学反应方程式为2Na+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2O2.
(3)X2为气体,Y与碳可形成一种还原性气体乙.当X2和气体乙的混合物共1.6g与足量的Y2充分反应后,在15℃通入20.0g甲中充分反应后,所得固体的质量为21.6 g,所涉及的最后一步反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2.
(4)与Y同族且处于第四周期的元素的原子序数为34.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体,工业上从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO3•3H2O的方法如下:

(1)写出沉淀过程的离子方程式Mg2++CO2+2OH-+2H2O═MgCO3•3H2O↓.
(2)沉淀过程的pH随时间的变化如图1所示,沉淀过程的操作为c(填序号).

a.向卤水中滴加NaOH溶液,同时通入CO2
b.向NaOH溶液中滴加卤水,同时通入CO2
c.向卤水中通入CO2至饱和,然后滴加NaOH溶液,同时继续通入CO2
d.向NaOH溶液中通入CO2至饱和,然后滴加卤水,同时继续通入CO2
(3)沉淀过程的c(Mg2+)随时间的变化如图2所示,不同温度下所得到的沉淀产物如图3所示,沉淀过程选择的温度为313K,理由是较高的温度能够加快沉淀反应的速率,也使得溶液中残留的c(Mg2+)较小,提高Mg2+的沉淀率,但温度过高易生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O.
(4)写出MgCO3•3H2O在323K温度时发生转化的化学方程式5MgCO3•3H2O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O+CO2↑+10H2O.
(5)在洗涤步骤中,表明产物洗涤干净的操作为取最后一次洗涤滤液,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则已洗涤干净.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.碘酸钙[Ca(IO3)2]既能补碘又能补钙的新型食品和饲料添加剂.碘酸钙可通过下列途径合成.

(1)若称取的I2质量为3.810g,为使I2充分氧化,则投料时KClO3的质量至少为3.675;同时生成的氯气体积为336mL(标准状况).
(2)用KOH溶液调节pH的目的是将KIO3•HIO3转变为KIO3.
(3)已知几种盐的溶解度(g/100g水)如下:
温度/℃01020406080
KIO34.606.278.0812.618.324.8
KCl28.131.234.240.145.851.3
Ca(IO3)20.1190.1950.30710.5200.6210.669
碘酸钙的物理性质
碘酸钙存在形态无水盐一水合物六水合物
稳定时的温度区域>57.5℃32-57.5℃<32℃
复分解时,采用冰水浴的目的是减小Ca(IO3)2在水中的溶解度,使其充分析出;此时所得产品的化学式为Ca(IO3)2•6H2O.
(4)准确称取产品0.6000g于烧标中,加1:1高氯酸20mL,微热溶解后,冷却,配成250.00mL溶液.移取上述溶液50.00mL置于250mL碘量瓶中,加入1:1高氯酸2mL、3gKI(足量)(发生:IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O),盖上瓶盖,暗处放置3min,加50mL水,加入0.3%淀粉溶液2mL,用0.1000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定(发生:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-)到终点时消耗12.00mL,试计算产品中Ca(IO3)2的质量分数(给出计算过程).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.光纤通讯是光作为信息的载体,让光在光导纤维中传输,制造光导纤维的基本原料是(  )
A.CuB.SiC.SiO2D.Al2O3

查看答案和解析>>

同步练习册答案