Question

将22.4 g铜和氧化铁的混合物粉末加入到浓度为1 mol·L^-1的硫酸中，使之发生反应。
（1）若固体恰好全部溶解，消耗硫酸的体积为V L，求V的取值范围。
（2）若硫酸溶液过量，反应后溶液的体积为1 L，测得此溶液中Fe2+浓度为0.1 mol·L^-1，求原混合物含铜多少克。

Answer 1

(1)0.30≤V＜0.42
(2)3.2 g或14.4 g

（1）有关化学反应为：
Fe₂O₃+3H₂SO₄====Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
Fe₂(SO₄)₃+Cu====CuSO₄+2FeSO₄
因此，Fe₂O₃越多，消耗H₂SO₄越多，此时，可求得V="0.42" L;Fe₂(SO₄)₃与Cu正好完全反应时，消耗H₂SO₄最少，此时，求得V="0.30" L。
（2）由Fe₂(SO₄)₃+Cu====CuSO₄+2FeSO₄
若Cu完全反应，n(Cu)=×0.1 mol·L^-1×1 L="0.05" mol， 则m(Cu)="3.2" g；若Fe₂(SO₄)₃完全反应，n(Fe₂O₃)=n〔Fe₂(SO₄)₃〕=×0.1 mol·L^-1×1 L="0.05" mol,m(Fe₂O₃)="160" g·mol^-1×0.05 mol="8" g，m(Cu)="22.4" g-8 g="14.4" g。