铁、铜混合粉末 18g 加入到 100mL 5.0mol·L -1 FeCl 3 溶液中,充分反应后,剩余固体的质量为 2.8g 。下列说法正确的是( )
A . 剩余固体为 Fe 和 Cu 的混合物 B . 原固体混合物中 Fe 的质量是 5.6g
C . 反应后溶液中 n(Fe 2+ ):n(Cu 2+ ) = 2:1 D . 反应后溶液中 n(Fe 3+ ) = 0.10mol
B
【分析】
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 m 1 、 m 2 ,根据方程式 Cu+2Fe 3+ =Cu 2+ +2Fe 2+ 、 Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ 可知, m 1 = =16g , m 2 = =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 Fe 3+ 完全反应,剩余的金属为 Cu ,以此解答。
【详解】
A . 由分析可知 Fe 3+ 完全反应,剩余的金属为 Cu ,故 A 错误;
B . 设反应消耗铜的物质的量为 n 1 ,反应的铁的物质的量为 n 2 ,则有 64n 1 +56n 2 =15.2 , n 1 +n 2 = n(Fe 3+ )=0.25mol ,解得 n 1 =0.15mol , n 2 =0.1mol ,原固体混合物中 Fe 的质量是 0.1mol 56g/mol=5.6g ,故 B 正确;
C . 反应后溶液中 n(Fe 2+ ) : n(Cu 2+ )=0.6mol : 0.15mol=4:1 ,故 C 错误;
D . 由分析可知 Fe 3+ 完全反应,剩余的金属为 Cu ,反应后的溶液中没有 Fe 3+ ,故 D 错误;
故选 B 。
铁元素:
在元素周期表中的位置:铁的原子序数26,位于周期表中第四周期,第Ⅷ族。
(1)物理性质:银白色、有金属光泽,密度较大,熔点较高,硬度较小,具有导电、导热、延展性,可被磁铁吸引。
(2)化学性质:较活泼的金属,+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如:Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:
注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:
③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)
化学性质:
铁元素性质活泼,有较强的还原性。
铁的性质:
铁与稀硝酸的反应:
两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。
注意:
铁三角关系:
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