Question

將22.4g銅粉與三氧化二鐵的混合粉末，加入1mol/L的硫酸中進(jìn)行反應(yīng)。

(1)若固體恰好全部溶解，消耗硫酸的體積為VL，求V的取值范圍。

(2)若硫酸溶液過量，反應(yīng)后溶液的體積為1L，測得此溶液中Fe²⁺的濃度為0.1mol/L，求此混合物中含銅多少克？

Answer 1

（1）0.3L≤V＜0.42L    （2）14.4g或3.2g。

解析:

(1)若銅粉和三氧化二鐵的混合物是按如下反應(yīng)進(jìn)行：

    Fe₂O₃  ＋  3H₂SO₄  ＝   Fe₂ (SO₄)₃  ＋  3H₂O

    Cu   ＋  Fe₂ (SO₄)₃  ＝   2FeSO₄   ＋   CuSO₄

    Cu＋Fe₂O₃＋3H₂SO₄＝  CuSO₄＋2FeSO₄＋3H₂O

    1 mol銅和1 mol Fe₂O₃為224 g，22.4 g可看作0.1 mol，需要硫酸0.3 mol，

    。

    若混合物粉末全是Fe₂O₃，則有

    Fe₂O₃  ＋  3H₂SO₄  ＝   Fe₂ (SO₄)₃  ＋  3H₂O

    n (Fe₂O₃) ＝ ，H₂SO₄為0.14 mol×3 ＝ 0.42 mol，

    。

    但銅的質(zhì)量不可能為0，故有0.3L≤V＜0.42L。

    (2)若銅過量，過量的銅不與硫酸反應(yīng)，則只發(fā)生如下反應(yīng)：

    Cu＋Fe₂O₃＋3H₂SO₄ ＝  CuSO₄＋2FeSO₄＋3H₂O

    0.05  0.05                         0.1

    m (Fe₂O₃) ＝ 0.05 mol×160 g / mol ＝ 8.0 g，m (Cu) ＝ 22.4 g－8.0 g ＝ 14.4 g。

    若Fe₂O₃過量，過量的Fe₂O₃將與H₂SO₄反應(yīng)，則m (Cu)＝0.05mol×64 g / mol ＝3.2g。