某含铁样品5.6g与足量稀硫酸完全反应后产生氢气0.195g,则其所含杂质可能是(  )A. NaB. MgC. AlD. Zn

问题描述:

某含铁样品5.6g与足量稀硫酸完全反应后产生氢气0.195g,则其所含杂质可能是(  )
A. Na
B. Mg
C. Al
D. Zn

设纯铁5.6g能生成氢气的质量为x,则有
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
56             2
5.6g           x

56
5.6
=
2
x

    x=0.2g
设纯钠5.6g能生成氢气的质量为y,则有
2Na+H2SO4=Na2SO4+H2
46              2
5.6g            y
46
5.6g
=
2
y

    y≈0.24g
设纯镁5.6g能生成氢气的质量为z,则有
Mg+H2SO4=MgSO4+H2
24             2
5.6g           z
24
5.6g
=
2
z

    z≈0.47g
设纯铝5.6g能生成氢气的质量为a,则有
2Al+3H2SO4=Al2(SO43+3H2
54                     6
5.6g                   a
54
5.6g
=
6
a

    a≈0.62g
设纯锌5.6g能生成氢气的质量为b,则有
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,
65             2
5.6g           b
65
5.6g
=
2
b

b≈0.17g
根据平均值法,若是铁与钠或镁或铝的混合物,则生成的氢气质量应该大于0.2g,不可能为0.195g,故混有的杂质是锌.
故选D.
或者:
设该金属混合物为纯净金属M,其化合价为+2价,其相对原子质量为x.
M+H2SO4=MSO4+H2
x            2
5.6g        0.195g
x
5.6g
=
2
0.195g

x=57.4
由于铁本身的相对原子质量为56,所以含有的杂质的相对原子质量大于57.4,所以含有的杂质为锌.故选D.
答案解析:采用极值法先计算纯铁5.6g能生成氢气的质量,然后再确定杂质的类别.假设样品中全部是铁,计算一下5.6g铁能产生多少氢气,再与0.195g作比较,若计算值比0.195g大,说明混有的金属产生氢气的能力不如铁,或者说根本就不会产生氢气;若计算值比0.195g小,说明混有的金属产生氢气的能力比铁强.
考试点:根据化学反应方程式的计算.
知识点:本题考查了混合金属与酸反应生成氢气的质量关系,完成此类题目,可以首先采用极值法,然后采用平均值法进行.