Question

3．将2.8gFe粉加入到含CuSO₄ 10g的90mL的溶液中，Fe粉完全反应．再向反应后的溶液中加水，使溶液的体积为100mL，请计算：
（1）生成FeSO₄的质量是多少？
（2）反应后的溶液或中SO${\;}_{4}^{2-}$的物质的量浓度是多少？
（3）反应后的溶液中Cu²⁺的物质的量浓度是多少？

Answer 1

分析 （1）反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，先进行过量计算，根据不足量物质计算，据此解答；
（2）根据反应中硫酸根离子的物质的量守恒计算；
（3）根据参加反应的铁的量求反应消耗的硫酸铜的物质的量，再求出剩余的硫酸铜，即可求出铜离子的物质的量和浓度．

解答 解：（1）设10g硫酸铜完全反应需要Fe的质量为m，则：
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56  160
m   10g
所以m=3.5g＞2.8g，故Fe不足，Fe完全反应，
根据Fe元素守恒：m（FeSO₄）=$\frac{2.8g×152}{56}$=7.6g；
答：生成FeSO₄的质量为7.6g；
（2）反应中硫酸根离子的物质的量不变，则n（SO₄^2-）=n（CuSO₄）=$\frac{10g}{160g/mol}$=0.0625mol，
所以c（SO₄^2-）=$\frac{0.0625mol}{0.1L}$=0.625mol/L；
答：反应后的溶液中SO₄^2-的物质的量浓度是0.625mol/L；
（3）Fe完全反应后，生成Cu的物质的量nmol，则：
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56             1mol
2.8g           nmol
解得n=0.05mol，则溶液中剩余的Cu²⁺的物质的量浓度是$\frac{0.0625mol-0.05mol}{0.1L}$=0.125mol/L；
答：溶液中剩余的Cu²⁺的物质的量浓度是0.125mol/L．

点评 本题考查根据化学方程式的计算，比较基础，旨在考查学生对基础知识的理解掌握，注意过量计算．