Question

【題目】向100mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，充分反應(yīng)后溶液中固體剩余物的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量如圖所示。忽略溶液體積的變化，下列說(shuō)法不正確的是

A. a點(diǎn)時(shí)溶液中陽(yáng)離子為Cu2+、Fe2+和Fe3+

B. b點(diǎn)時(shí)溶液中發(fā)生的反應(yīng)為：Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+

C. c點(diǎn)時(shí)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.5 mol·L－1

D. 原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1

Answer 1

【答案】D

【解析】

向100mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，首先鐵離子氧化單質(zhì)鐵，然后是銅離子氧化單質(zhì)鐵，結(jié)合反應(yīng)的方程式和圖像分析判斷。

A、向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，先發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe3+=3Fe2+，后發(fā)生反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，如圖加入0.56g(即0.01mol)Fe之后開(kāi)始出現(xiàn)固體，則a點(diǎn)溶液中陽(yáng)離子為Cu2+、Fe2+和Fe3+，故A正確；

B、由圖可得，加入鐵粉從0.56g～1.68g(即0.01mol～0.03mol)時(shí)，剩余物為1.28g，而1.28gCu的物質(zhì)的量為0.02mol，所以此時(shí)發(fā)生反應(yīng)為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，b點(diǎn)在該范圍內(nèi)，故B正確；

C、加入鐵粉為從0.56g～2.24g(即0.01mol～0.04mol)時(shí)，若發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，則生成0.03mol(即1.92g)Cu，而由圖示可得剩余物為1.84g，所以此時(shí)溶液中早已沒(méi)有Cu2+，設(shè)0.03mol鐵粉中與Cu2+反應(yīng)的為x mol，剩余y mol，則生成Cu的質(zhì)量為64x g，剩余鐵的質(zhì)量為56y g，所以x+y=0.03、64x+56y=1.84，解得：x=0.02、y=0.01，因此加入鐵粉從0.56g～1.68g(即0.01mol～0.03mol)時(shí)，剛好與溶液中的Cu2+反應(yīng)完全，溶液中溶質(zhì)為FeSO4，又根據(jù)前面的分析可得反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+生成Fe2+0.03mol，又因?yàn)榉磻?yīng)Fe+Cu2+=Cu+Fe2+生成Fe2+0.02mol，所以c點(diǎn)時(shí)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為：(0.03mol+0.02mol)÷0.1L=0.5 mol·L-1，故C正確；

D、由前面的分析可得，原溶液中Fe3+為0.02mol，則Fe2(SO4)3為0.01mol，Cu2+為0.02mol，則CuSO4為0.02mol，所以原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質(zhì)的量濃度之比=物質(zhì)的量之比，為1：2，故D錯(cuò)誤。

答案選D。