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(  )

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  • 解题思路: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.

    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

    462

    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.

    点评:

    本题考点: 根据化学反应方程式的计算.

    考点点评: 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.