Question

【题目】将铁与铜的粉末按物质的量之比为2︰1的比例混合均匀，取出mg混合物，投入到100mL 3mol·L-1FeCl3溶液中，充分反应（反应后溶液体积变化忽略不计）。试计算：

（1）如果固体完全溶解，则m最大值为____。

（2）如果溶液中Cu2+浓度为0.25 mol·L-1，则m值为________。

Answer 1

【答案】8.8 4.4或11

【解析】

根据电子守恒和物料守恒进行分析即可。

（1）因为固体完全溶解，且铁与铜的粉末按物质的量之比为2︰1，因此设混合物中铜为xmo则铁为2xmol,根据已知有64x+562x=m；因为Fe+2Fe3+=3Fe2+，Cu+2Fe3+= Cu2++ 2Fe2+，所以2x+22x =0.1003,解得x=0.05mol 铁为 0.1mol,所以m=64x+562x=8.8g;答案：8.8。

（2）如果固体完全溶解，溶液中Cu2+浓度为0.25 mol·L-1，所以n(Cu)=0.1L-1=; 铁与铜的粉末按物质的量之比为2︰1,所以n(Fe)=0.05mol,所以m==64g/mol+0.05mol56g/mol=4.4g; 如果固体不能完全溶解，由2FeCl3+Cu= CuCl2+ 2FeCl2且溶液中Cu2+浓度为0.25 mol·L-1，所以消耗n(FeCl3)=0.05mol.与铁反应消耗FeCl3为物质的量为0.3mol-0.05mol=0.25mol，2FeCl3+Fe=2FeCl2，所以参加反应的铁为0.125mol, 铁与铜的粉末按物质的量之比为2︰1,所以铜的物质的量为0.0625mol.m=0.125mol56g/mol+0.0625mol64g/mol=11g。答案：4.4或11。