Question

【題目】將鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入110mL4mol/L鹽酸中，充分反應后產生896mLH2（標準狀況），殘留固體1.00g．過濾，濾液中無Cu2+ ． 將濾液加水稀釋到200mL，測得其中c（H+）為0.4mol/L．求原混合物的總質量．

Answer 1

【答案】解：混合物與鹽酸反應生成氯化物、氫氣與水，根據溶液中還有較多H+離子剩余，且濾液中沒有Cu2+ ， 可知殘留物沒有Fe，只有Cu，即1.28g為Cu的質量，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe3+ ， 溶液中陽離子為H+和Fe2+ ， 反應后剩余n（H+）=0.4molL﹣1×0.2L=0.08mol，溶液中氯離子不變，則n（Cl﹣）=4molL﹣1×0.11L=0.44mol，
根據電荷守恒：2n（Fe2+）=n（Cl﹣）﹣n（H+）=0.44mol﹣0.08mol=0.36mol，則n（Fe2+）=0.18mol，根據原子守恒可知，混合物中Fe元素質量=0.18mol×56g/mol=10.08g，
參加反應的HCl中的H元素轉化到氫氣、水中，根據H原子守恒：2n（H2O）+2n（H2）=n總（HCl）﹣n余（H+），即2n（H2O）+2× =0.44mol﹣0.08mol，n（H2O）=0.14mol，故混合物中氧元素質量=0.14mol×16g/mol=2.24g，
所以原混合物總質量=1.00g+10.08g+2.24g=13.32g，
答：原混合物的總質量為13.32g．
【解析】混合物與鹽酸反應生成氯化物、氫氣與水，根據溶液中還有較多H+離子剩余，且濾液中沒有Cu2+ ， 可知殘留物沒有Fe，只有Cu，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe3+ ， 溶液中陽離子為H+和Fe2+ ， 根據電荷守恒計算n（Fe2+），根據原子守恒計算混合物中Fe元素質量，參加反應的HCl中的H元素轉化到氫氣、水中，根據H原子守恒，計算混合物中O原子物質的量，進而計算O元素質量，Cu、Fe、O氧元素質量之和為混合物總質量．