Question

常溫時(shí)，反應(yīng)2Fe³⁺+Cu====2Fe²⁺+Cu²⁺在水溶液中能發(fā)生。將22.4 g銅和三氧化二鐵的混合粉末加入到濃度為1 mol·L^-1的硫酸中，使之發(fā)生反應(yīng)。

（1）若固體恰好全部溶解，消耗硫酸的體積為V L,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1 L，測得此溶液中Fe²⁺濃度為0.1 mol·L^-1，求原混合物中含銅多少克。

Answer 1

（1）0.3 L＜V(H₂SO₄)＜0.42 L

(2)3.2 g或14.4 g

解析：（1）固體恰好全部溶解，則n(Fe₂O₃)∶n(Cu)≥1∶1。如果22.4 g全部是Fe₂O₃,則V(H₂SO₄)=0.42 L;如果Fe₂O₃、Cu物質(zhì)的量之比為1∶1，即各為0.1 mol，則V(H₂SO₄)=0.3 L。因?yàn)楣腆w是Cu、Fe₂O₃的混合物，所以0.3 L＜V(H₂SO₄)＜0.42 L。

（2）Fe²⁺為0.1 mol，則反應(yīng)的Fe₂O₃、Cu各為0.05 mol。若Fe₂O₃過量，則m(Cu)=0.05 mol×64 g·mol^-1=3.2 g;若Cu過量，則m(Cu)=22.4 g-m(Fe₂O₃)=22.4 g-0.05 mol×160 g·mol-1=14.4 g。