不纯的铁粉含有Cu、Mg、Zn、Al四种金属中的两种金属杂质,现称取该铁粉5.6克和足量的稀硫酸充分反应后,共收集到0.2克氢气,则该铁粉中所含的两种金属杂质不可能是(    )

  • A.Cu和Mg
  • B.Mg和Zn
  • C.Zn和Al
  • D.Cu和Zn

答案

正确答案:D

知识点:金属与酸的反应  

解题思路

根据金属混合物质量、氢气质量以及氢气的相对分子质量,计算出金属混合物的平均相对原子质量,进而用平均值法,推测金属混合物的成分。
设金属与酸反应生成物中金属元素化合价为+a,已知金属的质量为m,金属的相对原子质量为Ar,则产生氢气的质量为。一般情况下,生成物中金属元素常显+2价,产生氢气的质量为(常见的+2价金属的有Mg、Fe、Zn,产生的氢气质量分别为),相同质量的金属参加反应,则金属的相对原子质量越小,产生氢气的质量越大。对于金属Al(在生成物中通常显+3价),产生氢气的质量为,等质量的Al与等质量的+2价金属(常见的+2价金属的有Mg、Fe、Zn,产生的氢气质量分别为)相比,产生氢气的质量最多。
设三种金属的平均相对原子质量为,且三种金属与硫酸反应后,在生成物中均为+2价。则

Fe的相对原子质量为56,故其余两种金属的相对原子质量一个要大于56,一个要小于56;或者一种金属要比等质量的金属M产生氢气的质量多,另一种金属要比等质量的金属M产生氢气的质量少。
Cu不与硫酸反应,可视为比等质量的金属M(56)产生氢气的质量少;
Mg的相对原子质量为24,比等质量的金属M(56)产生氢气的质量多;
Zn的相对原子质量为65,比等质量的金属M(56)产生氢气的质量少;
Al比等质量的+2价金属产生氢气质量都多。
故其余两种金属可能为①Cu、Mg;②Cu、Al;③Mg、Zn;④Zn、Al。
故选D。

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