Question

一道化学选择题 求解答过程

向600mL 0.5 mol·L-1的硫酸溶液一定量的中加入Fe2O3 、Cu的混合物，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为（）
A．6.4g B．4.8g C．2.4g D．1.6g

答案B 求过程

Answer 1

Fe2O3 + 3H2SO4 =====Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2(SO4)3 + Cu =====CuSO4 + 2FeSO4
以上两式得 Fe2O3 +Cu + 3H2SO4 ====CuSO4 + 2FeSO4 + 3H2O
(160+ 64)=224 3mol
x=22.4g 0.6*0.5=0.3mol
所以得Fe2O3 、Cu的混合物 22.4g 且物质的量比为1：1
所以 m(Fe2O3)=16g
用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量
Fe2O3 + CO =====2Fe + CO2 质量减少
160 112 48g
16 x=4.8g
所以选B

Answer 2

提供一种简便算法：
由于混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，则说明溶液中含有溶质为FeSO4和CuSO4。
发生反应为：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O，Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+。
可以看出硫酸中的氢离子与混合物中的氧元素结合成了水，2H+ + [O] = H2O，可以知道混合物中所含O原子的物质的量为硫酸中所含H+物质的量的一半。
混合物中所含O原子的物质的量为：1/2 × 0.6L × 0.5mol/L × 2 = 0.3mol，其质量为：0.3mol × 16g/mol = 4.8g。
而用CO还原混合物，Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2（高温），混合物减少的质量就是其中含有的氧元素的质量。
所以答案选B。

Answer 3

恰好使混合物完全溶解，溶解后溶液中只含有FeSO4、CuSO4

Fe2+和Cu2+总的物质的量等于SO4根的物质的量为0.5x0.6=0.3mol
每molFe2O3得到2mol电子 每mol Cu失去2mol电子
溶液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为2：1
则有Fe2+ 0.2mol 和 Cu2+ 0.1mol
所以Fe2O3为0.1mol CO还原时减少的是O元素的质量为3x16x0.1=4.8 g

Answer 4

选B
Fe2O3加入硫酸后全部溶解产生Fe3+，接下来有2（Fe3+）+Cu=====（2Fe2+）+Cu2+
所以铁离子和铜离子之比为2：1，即原来氧化铁和铜的混合物中两者物质的量相同
反应完成后所有阳离子均为二价，一个阳离子对应一个硫酸根
n（（SO4）2-）=0.3mol/L，所以氧化铁和铜均为0.1mol
0.1mol的氧化铁还原为铁损失的是氧的质量
0.1*（16*3）=4.8g

Answer 5

fe203 +cu+3H2SO4=2FESO4+CUSO4+3H20
也就是说满足题目要求时 氧化铁：铜：硫酸=1:1:3
那么原溶液硫酸喂0.5mol/L*0.6L=0.3mol
原来的氧化铁和铜就分别是0.1和0.1mol
根据FE203+3CO=2FE+3CO2
可以知道减少的就是氧化铁中的氧 那就是3*0.1=0.3mol
重量为0.3mol*16g/mol=4.8g