Question

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

A. a點時溶液中陽離子為Cu2+、Fe2+和Fe3+

B. b點時溶液中發生的反應為：Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+

C. c點時溶液中溶質的物質的量濃度為0.5 mol·L－1

D. 原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質的量濃度之比為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鐵，然后是銅離子氧化單質鐵，結合反應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，先發生反應：Fe+2Fe3+=3Fe2+，后發生反應：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，如圖加入0.56g(即0.01mol)Fe之后開始出現固體，則a點溶液中陽離子為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，剩余物為1.28g，而1.28gCu的物質的量為0.02mol，所以此時發生反應為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，b點在該范圍內，故B正確；

C、加入鐵粉為從0.56g～2.24g(即0.01mol～0.04mol)時，若發生反應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，所以此時溶液中早已沒有Cu2+，設0.03mol鐵粉中與Cu2+反應的為x mol，剩余y mol，則生成Cu的質量為64x g，剩余鐵的質量為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，剛好與溶液中的Cu2+反應完全，溶液中溶質為FeSO4，又根據前面的分析可得反應Fe+2Fe3+=3Fe2+生成Fe2+0.03mol，又因為反應Fe+Cu2+=Cu+Fe2+生成Fe2+0.02mol，所以c點時溶液中溶質的物質的量濃度為：(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的物質的量濃度之比=物質的量之比，為1：2，故D錯誤。

答案選D。