铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL5.0mol•L-1FeCl3溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g．下列说法正确的是（）A．剩余固体是铁、铜混合物B．原固体混合物中铜的质量是9.6gC．反应后溶

Question

铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL 5.0mol•L^-1 FeCl₃溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g．下列说法正确的是（　　）

A．剩余固体是铁、铜混合物
B．原固体混合物中铜的质量是9.6g
C．反应后溶液中n（Fe³⁺）=0.10mol
D．反应后溶液中n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=0.75mol

Answer 1

铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中，铁先与铁离子反应，氯化铁的物质的量是0.5mol，
设0.5mol铁离子完全反应消耗铁、铜的质量分别为m₁、m₂，则：
Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺       Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
64g 2mol                56g  2mol
m₁  0.5mol               m₂  0.5mol
m₁=(64g×0.5mol)/(2mol)=16g，
m₂=(56g×0.5mol)/(2mol)=14g，
溶解的金属质量为：18g-2.8g=15.2g，14g＜15.2g＞16g，
则铁完全反应、铜部分反应，且Fe³⁺完全反应，剩余的金属为Cu，故A、C错误；
设反应消耗铜的物质的量为n₁，反应的铁的物质的量为n₂，
则：①64n₁+56n₂=15.2g
②n₁+n₂=(1)/(2)n（Fe³⁺）=0.25mol，
解得：n₁=0.15mol、n₂=0.1mol，
则原来混合物中含有的铜的质量为：0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g，故B错误；
根据质量守恒定律，溶液中亚铁离子和铜离子的物质的量为：n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=0.15mol×2+0.10mol×3+0.5mol=0.75mol，故D正确，
故选D．