今有一包铁粉和铜粉混合粉末，为确定其组成，现提供4mol/L的FeCl3溶液(其他用品略)，某合作学习小组同...

问题详情：

 今有一包铁粉和铜粉混合粉末，为确定其组成，现提供4mol/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)

A. 第①组溶液中c(Fe3+)=3.0mol/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+)=6mol/L    D. 原混合粉末中n(Fe):n(Cu)=3:2

【回答】

【*】C

【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*强弱，铁的还原*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，可以是铁和铜，从②组数据中可以得出，FeCl3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   0.2x

Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+

0.2-0.1x  0.4-0.2x   

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。验*：利用③的数据，正好是24g-11.2g=12.8g，所以只发生了Fe+2Fe3+=3Fe2+，剩余的12.8全部为Cu，所以n（Fe）：n（Cu）=（11.2g÷56g/mol）：（1.28g÷64g/mol）=1：1，符合铁和铜的物质的量之比的判断；①组，6g固体中含有Cu、Fe的物质的量各为0.05mol

Fe+2Fe3+=3Fe2+

0.05  0.1  0.15

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+

0.05  0.1  0.05  0.1

c（Fe3+）=(0.4mol−0.2mol)÷0.1L=2.0mol/L；④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；依据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，由三价铁离子物质的量计算判断，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：11.2g÷56g/mol=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，则A、第①组溶液中c（Fe3+）=2.0mol/L，A错误；B、第②、③组剩余固体全是铜，B错误；C、第④组反应后的滤液中c（Fe2+）=6mol/L，C正确；D、原混合粉末中n（Fe）：n（Cu）=1：1，D错误；*选C。

点睛：本题考查了铁及其化合物的*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*较大，数据处理较复杂。

知识点：金属元素的单质及其化合物

题型：选择题