问题 计算题

将22.4 g铜和氧化铁的混合物粉末加入到浓度为1 mol·L-1的硫酸中,使之发生反应。

(1)若固体恰好全部溶解,消耗硫酸的体积为V L,求V的取值范围。

(2)若硫酸溶液过量,反应后溶液的体积为1 L,测得此溶液中Fe2+浓度为0.1 mol·L-1,求原混合物含铜多少克。

答案

(1)0.30≤V<0.42

(2)3.2 g或14.4 g

(1)有关化学反应为:

Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2O

Fe2(SO4)3+Cu====CuSO4+2FeSO4

因此,Fe2O3越多,消耗H2SO4越多,此时,可求得V="0.42" L;Fe2(SO4)3与Cu正好完全反应时,消耗H2SO4最少,此时,求得V="0.30" L。

(2)由Fe2(SO4)3+Cu====CuSO4+2FeSO4

若Cu完全反应,n(Cu)=×0.1 mol·L-1×1 L="0.05" mol, 则m(Cu)="3.2" g;若Fe2(SO4)3完全反应,n(Fe2O3)=n〔Fe2(SO4)3〕=×0.1 mol·L-1×1 L="0.05" mol,m(Fe2O3)="160" g·mol-1×0.05 mol="8" g,m(Cu)="22.4" g-8 g="14.4" g。

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