Question

今有一包鐵粉和銅粉混合粉末，為確定其組成，現提供4 mol·L^－1的FeCl₃溶液(其它用品略)，某合作學習小組同學的實驗結果如下(假定反應前后溶液體積不變)：

組別	①	②	③	④
V[FeCl3(aq)]/mL	100	100	100	100
混合粉末質量/g	6	13.2	24	36
反應后剩余固體質量/g	0	1.28	12.8	24.8

 
下列結論正確的是（  ）
A．第①組反應后溶液中c(Fe^3＋) =" 3.0" mol·L^－1
B．第②組剩余固體是銅鐵混合物
C．第④組反應后的濾液中c(Fe^2＋) =" 6" mol·L^－1
D．原混合粉末中n(Fe)∶n(Cu) = 3∶2

Answer 1

C

試題分析：根據第③④兩組反應減少的固體的質量相等，可知該條件下均是鐵把FeCl₃溶液完全反應，反應鐵的質量為11.2g，物質的量為0.2mol，第④組反應后的濾液中c(Fe^2＋) = （0.4+0.2）÷0.1="6" mol·L^－1，第②組溶解的固體為11.92g大于11.2g，故應有銅溶解，剩余物質為未反應完全的銅，
設第②組反應的鐵和銅的物質的量分別為x、y，
根據反應方程式有2x+2y=0.4，根據質量關系為56x+64y=13.2-1.28=11.92，
聯合解為x=0.11mol，y=0.09mol所以銅的量為0.09+1.28÷64=0.11mol，鐵的物質的量為0.11mol
n(Fe)∶n(Cu) = 1∶1；
第①組反應中6g金屬中n(Fe)="n(Cu)" = 0.05mol，反應中共消耗FeCl₃的量為n(FeCl₃)= 2n(Fe)+2n(Cu)=0.2mol，反應后溶液中n(Fe^3＋) = 0.6－0.2="0.4" mol，c(Fe^3＋) =" 4.0" mol·L^－1
故答案為 C。