Question

【题目】铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL 5.0mol·L-1FeCl3溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g。已知先发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2、后发生 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。求：

(1)原固体混合物中铜的质量是___________g。

(2)反应后溶液中n(Fe2+)+ n(Cu2+)___________mol。

Answer 1

【答案】12.4g 0.75mol

【解析】

铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中，铁先与铁离子反应，氯化铁的物质的量是：5.0mol/L×0.1L=0.5mol，

设0.5mol铁离子完全反应消耗铁、铜的质量分别为m1、m2，则：

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+， Fe+2Fe3+=3Fe2+

64g 2mol 56g 2mol

m1 0.5mol m2 0.5mol

m1==16g，m2==14g，

溶解的金属质量为：18g2.8g=15.2g，14g<15.2g<16g，

则铁完全反应、铜部分反应，且Fe3+完全反应，剩余的金属为Cu。

(1)设反应消耗铜的物质的量为n1，反应的铁的物质的量为n2，

则：①64n1+56n2=15.2g

②n1+n2=n(Fe3+)=0.25mol，

解得：n1=0.15mol、n2=0.1mol，

属于原固体混合物中铜的质量是：m(Cu)=n1×M+2.8g=0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g，

(2)根据反应方程式可知反应后溶液中：n(Fe2+)=2n(Cu)+3n(Fe)=2×0.15mol+3×0.10mol=0.6mol，

反应后溶液中铜离子的物质的量为n(Cu2+)=n(Cu)=0.15mol，

则反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.6mol+0.15mol=0.75mol，

故答案为：0.75mol。