Question

已知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋。现有一包铁粉和铜粉混合粉末

已知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋。现有一包铁粉和铜粉混合粉末，某研究小组同学为了确定其组成，利用1.2mol/L的FeCl3溶液（其他用品略），与混合粉末反应，实验结果如下（假定反应前后溶液体积不变）：

组别 ① ② ③ ④
V[FeCl3(aq)]/mL 50 50 50 50
混合粉末质量/g 1.2 2.4 3.6. 4.8
反应后剩余固体质量/g 0 0.64 1.92 3.12
分析表中数据，下列结论正确的是
A．第①组反应后溶液中剩余c(Fe3+)=0.4mol/L B．第②、③组剩余固体全是铜
C．第④组的滤液中c(Fe2+)=2.0mol/L D．原混合粉末中n(Fe)∶n(Cu)=1∶2

Answer 1

A、B 选项正确，C、D 选项错误。
解：由于氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，所以，FeCl3溶液加到铁粉和铜粉混合粉末中时，将先与铁粉反应，后与铜粉反应。
观察 ③ ④两组的固体质量差：
加入固体质量差 = 4.8 - 3.6 = 1.2g
剩余固体质量差 = 3.12 - 1.92 = 1.2g
说明：
（1） ③ ④中，与FeCl3溶液发生反应的固体量为 = 3.6 - 1.92 = 1.68g
（2） ③ ④中，1.68g 参加反应的固体全部是铁粉。
由 Fe → 3Fe2+
56g 3mol
1.68g xmol
解得：x = 0.09mol
c(Fe2+) = 0.09mol / 0.05L = 1.8mol/L ∴ C 选项错误。

观察 ② 组数据：
参加反应的固体量 = 2.4g - 0.64g = 1.76g ＞1.68g
说明 ② 组实验中铜粉也参与了反应。
50mL1.2mol/L的FeCl3溶液中：
n(Fe3+) = 1.2mol/L×0.05L = 0.06mol
2Fe3+ ~ Fe │ 2Fe3+ ~ Cu
2mol 56g │ 2mol 64g
ymol zg │ (0.06-y)mol (1.76-z)g
解得：z = 1.12g
即2.4g 固体混合物中，铁粉质量 m(Fe) = z = 1.12g
则2.4g 固体混合物中，铜粉质量 m(Cu) = 1.28g
所以原固体混合物中：
n(Fe) : n(Cu) = (1.12 / 56) : (1.28 / 64) = 1 : 1 ∴ D 选项错误。

第③组固体混合物中，含铁量为：3.6 × 1.12 / 2.4 = 1.68g
第②、③组中铁全部参与反应，剩余固体全是铜。 ∴ B 选项正确。

第①组固体混合物中：
含铁粉：1.2 × 1.12 / 2.4 = 0.56g
含铜粉：1.2g - 0.56g = 0.64g
根据反应计量可得：
铁粉消耗0.02mol Fe3+，铜粉消耗0.02mol Fe3+
则溶液中剩余 n(Fe3+) = 0.06 - 0.04 = 0.02mol
所以剩余 c(Fe3+) = 0.02mol / 0.05L = 0.4mol/L ∴ A 选项正确。

追问

这是一道小高考的题，按理不应该有两个选项的啊……

追答

我也觉得蹊跷，但解题结果就是如此呀，检查了二遍，没发现问题。你自己也推导一下，看看有何错误点，如有请通知我哦，共同学习，共同提高。

追问

过程，方法应该都没错啊，我也算了好多遍，就是选项拿不准

追答

那就相信自己好了。相遇是缘，祝你快乐！