一包由Cu、Fe、Fe2O3三种物质构成的混合粉末，某合作学习小组的同学拟探究其组成．他们称取该混合粉末20.40g放入反应器中并连接气体收集装置，向反应器逐滴加入4.00mol•L-1硫酸溶液并缓慢

Question

一包由Cu、Fe、Fe₂O₃三种物质构成的混合粉末，某合作学习小组的同学拟探究其组成．他们称取该混合粉末20.40g放入反应器中并连接气体收集装置，向反应器逐滴加入4.00mol•L^-1硫酸溶液并缓慢搅拌．当加入硫酸a mL时，混合粉末恰好完全溶解，同时收集到bL（标准状况）H₂，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，溶液不显红色．下列结论正确的是（　　）

A. 混合粉末中物质的量之间一定满足：n（Cu）+n（Fe）=n（Fe₂O₃）

B. 混合粉末中物质的量之间一定满足：n（Fe）>n（Cu）>n（Fe₂O₃）

C. 混合粉末中物质的量之间一定满足：n（Cu）+n（Fe）═n（Fe₂O₃）+

(bL)/(22.4L•mol-1)

D. 若a=72.50，b=1.12，则20.40g混合粉末中：n（Fe）=n（Cu）=0.05mol、n（Fe₂O₃）=0.09mol

Answer 1

向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，溶液不显红色，说明溶液中没有Fe³⁺，且进入amL硫酸后混合粉末完全溶解，同时还生成bL（标准状况）H₂，发生的反应有：
Fe+Fe₂O₃+3H₂SO₄=3FeSO₄+3H₂O①
Cu+Fe₂O₃+3H₂SO₄=2FeSO₄+CuSO₄+3H₂O②
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑③，
根据方程式①②③得n（Fe）+n（Cu）=n（Cu）+n（Fe）═n（Fe₂O₃）+(bL)/(22.4L•mol-1)；
如果a=72.50、b=1.12，
硫酸中的H⁺完全反应后生成H₂和H₂O，根据H原子守恒得n（H₂SO₄）=n（H₂）+n（H₂O），则n（H₂O）=4.00mol/L×0.0725L-(1.12L)/(22.4L/mol)=0.29mol-0.05mol=0.24mol，
根据O原子守恒得n（Fe₂O₃）=(1)/(3)n（H₂O）=(1)/(3)×0.24mol=0.08mol；
则m（Fe）+m（Cu）=20.40g-160g×0.08=7.6g，
设n（Fe）=xmol、n（Cu）=ymol，结合转移电子守恒得

56x+64y=7.6

2x+2y=0.08×2×1+0.05×2

解得

x=0.09

y=0.04

，
即n（Fe）=0.09mol、n（Cu）=0.04mol、n（Fe₂O₃）=0.08mol，
通过以上分析知，只有C正确；
故选C．