今有一包铁粉和铜粉混合粉末，为确定其组成，现提供4mo/L的FeCl3溶液(其他用品略),某合作学习小组同学的实验结果如下(假定反应前后溶液体积不变)
| 组别 | ① | ② | ③ | ④ |
| V[FeCl3(aq)]/mL | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 混合粉末质量/g | 6 | 13.2 | 24 | 36 |
| 反应后剩余固体质量/g | 0 | 1.28 | 12.8 | 24.8 |
A．第①组充分反应后溶液中c (Fe3+)=2.0mol/L
B．第②组剩余固体是铜铁混合物
C．第④组反应后的滤液中c(Fe2+)=5mol/L
D．原混合粉末中n(Fe): n(Cu)=2:3
A
【解析】
根据氧化还原反应的规律，铁离子与Fe、Cu都能反应，按照还原性强弱，铁的还原性强于铜，所以三价铁先和铁反应再与铜反应，Fe+2Fe3+=3Fe2+，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；能剩余的固体可以是铜，也可以是铁和铜，从②组数据中可以得出，0.4molFeCl3溶液全部参与反应，假设只发生第一个反应，则溶解的Fe的质量为0.2mol×56g/mol＝11.2g，13.2g-1.28g=11.92g＞11.2g，所以同时也有一部分Cu溶解，剩余的固体全部为Cu；利用②的数据，设Cu、Fe合金中金属的物质的量分别为xmol、ymol，则根据方程式可知
Fe+2Fe3+=3Fe2+
x 2x
Cu + 2Fe3+=2Fe2++Cu2+
0.2-0.1x 0.4-2x
依据铜元素守恒可得：（0.2-0.1x）+1.28÷64=y，根据质量守恒可得：56x+64y=13.2，联立解得：x=y=0.11，即铜与铁物质的量比是1：1。则A、①组，6g固体中含有Cu、Fe的物质的量均为6g÷120g/mol＝0.05mol，根据方程式可知
Fe + 2Fe3+=3Fe2+
0.05 0.1 0.15
Cu + 2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+
0.05 0.1 0.05 0.1
所以c（Fe3+）=(0.4mol−0.2mol)÷0.1L=2.0mol/L，A正确；B、根据以上分析可知第②组剩余固体是全部是铜，B错误；C、组中铁和铜物质的量按照1：1混合，可以计算得到铁和铜的物质的量都为：36g÷(56+64)g/mol=0.3mol，36g金属中铁的质量为：0.3mol×56g/mol＝16.8g，铜的质量为19.2g；根据以上分析可知此时反应的金属为11.2g铁，所以剩余固体为铁和铜，三价铁全部反应，根据铁元素守恒可知，0.4molFe3+全部反应生成Fe2+，溶解的铁为11.2g，物质的量为0.2mol，所以反应后溶液中Fe2+的浓度为：c（Fe2+）＝(0.2mol+0.4mol)÷0.1L＝6mol/L，C错误；D、原混合粉末中n（Fe）：n（Cu）=1：1，D错误；答案选C。
点睛：本题考查了铁及其化合物的性质应用，主要是实验数据的分析判断和计算，题目难度较大，关键是通过②判断剩余固体为铜，通过计算得到铁和铜的物质的量之比，③④剩余固体便顺利判断成分，进而依据化学方程式或元素守恒计算，题目综合性较大，数据处理较复杂。
定量实验介绍：
N2+3Cu+3H2O
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