把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110mL4mol•L-1盐酸中,充分反应后产生896mLH2(标准状况),残留固体1.28g.过滤,滤液中无Cu2+.将滤液加水稀释到200ml,测得其中c(H+)为0.4mol•L-1.试求:
(1)残留固体1.28g为:______(填化学式);
(2)原混合物粉末中,m(CuO)=______g;
(3)滤液稀释到200mL后,c(Fe2+)=______mol•L-1;
(4)滤液加水稀释到200mL后,加入足量的硝酸银,产生的沉淀的物质的量:n(AgCl)=______mol;
(5)原混合物的总质量m(总)=______g.
既然还有较多H+离子剩余,且滤液中没有Cu2+,可知残留物没有Fe,1.28g固体只有Cu;
而Cu可以残留说明溶液中没有Fe3+,阳离子为H+和Fe2+.反应有:CuO+2H+═Cu2++H2O,
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,
Fe+2Fe3+═3Fe2+,
Fe+Cu2+═Fe2++Cu,
Fe+2H+═Fe2++H2↑.
根据原子守恒和得失电子总数相等计算.
设原有Fe为xmol,Fe2O3为ymol,CuO为zmol,
生成Cu为
=0.02mol,CuO物质的量为0.02mol1.28g 64g/mol
生成H2为
=0.04mol,0.896L 22.4L/mol
根据得失电子总数相等知:2x=2y+2×0.02+2×0.04;
又根据Cl-知:2(x+2y)+0.2×0.400=0.1×4.40.
将上述两式联立解出:x=0.1,y=0.04.z=0.02mol
原混合物中单质铁的质量56g/mol×0.1mol=5.6g.
(1)依据上述分析可知,最后剩余1.28g固体为铜;
故答案为:Cu;
(2)依据上述计算可知氧化铜物质的量为0.02mol,所以氧化铜质量为m(CuO)=0.02mol×80g/mol=1.6g;
故答案为:1.6;
(3)上述计算可知溶液中亚铁离子物质的量=x+2y=0.1mol+2×0.04mol=0.18mol,c(Fe2+)=
=0.9mol•L-1;0.18mol 0.2L
故答案为:0.9;
(4)滤液加水稀释到200mL后,加入足量的硝酸银,产生的沉淀的物质的量依据氯元素守恒计算得到,n(AgCl)=0.110L×4mol•L-1=0.44mol;
故答案为:0.44;
(5)计算可知原混合物含有的物质为Fe为0.1mol,Fe2O3为0.04mol,CuO为0.02mol,原混合物的总质量m(总)=0.1mol×56g/mol+0.04mol×160g/mol+0.02mol×80g/mol=13.6g;
故答案为:13.6.