Question

17．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的物质的量浓度．

Answer 1

分析 因氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，则加入铁粉，先发生Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄，根据反应后溶液中亚铁离子的物质的量可知，5.2g固体沉淀物一定有铜，则后发生Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，然后根据化学反应方程式列式计算即可．

解答 解：溶液中含有Fe²⁺：0.5mol•L^-1×0.2L=0.1mol＜$\frac{6g}{56g/mol}$，说明加入6g铁粉过量，
设硫酸铁的物质的量为x，生成铜的物质的量为y，
Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄
1mol  1mol      3mol 
xmol  xmol      3xmol  
 Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu    质量增加
1mol 1mol 1mol  1mol   64g-56g=8g
ymol ymol ymol  ymol     8yg
则：①3x+y=0.1、②6g-56x+8y=5.2，
解得：x=0.02mol、y=0.04mol，
（1）故得生成铜质量为：0.04mol×64g•mol^-1=2.56g，
答：反应后生成铜的质量为2.56g；
（2）原溶液中Fe₂（SO₄）₃物质的量浓度为：$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，
答：原Fe₂（SO₄）₃溶液的物质的量浓度为0.1mol/L．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，明确氧化性的强弱、反应的先后顺序是解答本题的关键，注意掌握差量法、质量守恒定律在化学计算中的应用．