问题 计算题

将6g纯铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中充分反应后得到200mL0.5mol/L的FeSO4溶液和5.2g固体,求:

(1)反应后生成铜多少克?

(2)加入铁粉前Fe2(SO4)3物质的量浓度。

答案

(1)2.56g(2)0.1mol/L

发生反应的化学方程式为:

①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4       ②Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

两个反应共生成FeSO4为:0.2L×0.5mol/L=0.1mol

观察两个反应不难发现,若生成同样的FeSO4,②式消耗的铁更多。假设0.1molFeSO4全部为②式产生,则此时消耗的铁将达最大量为a。

                 

 Fe   ~     FeSO4

                  1mol          1mol

                   a           0.1mol

a=0.1mol,即铁为5.6g,则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe,设原溶液的Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为x和y。

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

X    x       3x               y    y   y    y

由题意得  3x+y=0.1mol

         6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g

解得:x="0.02mol            " y=0.04mol

则生成铜:0.04mol×64g/mol=2.56g

原Fe2(SO4)3和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L

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