题目内容
【题目】已知常温下Cu能与Fe3+发生反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+现将铜粉与二氧化二铁的混合物22.4g加入到1mol/L的H2SO4溶液中进行反应。
(1)若固体恰好溶解,消耗硫酸的体积为V,则V的取值范围是_______。
(2)若硫酸溶液过量,反应后溶液的体积为1L,测得此溶液中Fe2+的浓度为0.1mol/L,则混合物中含铜_______g或_______g(只需写出结果)
【答案】0.3LV<0.42L 3.2 14.4
【解析】
(1)若固体恰好全部溶解,发生反应Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Cu+Fe2(SO4)3=2FeSO4+CuSO4,总反应方程式为Cu+Fe2O3+3H2SO4=CuSO4+2FeSO4+3H2O,
若Cu、Fe2O3按物质的量1:1混合,消耗的硫酸最少,若混合物粉末全是Fe2O3,消耗的硫酸最多,结合方程式计算解答;
(2)硫酸溶液过量,若铜过量,过量的铜不与硫酸反应,则只发生如下反应:Cu+Fe2O3+3H2SO4=CuSO4+2FeSO4+3H2O,根据溶液中n(Fe2+)计算n(Fe2O3),进而计算Cu的质量;
若Fe2O3过量,过量的Fe2O3将与H2SO4反应,根据溶液中n(Fe2+)计算Cu的质量.
(1)若固体恰好全部溶解,铜粉和三氧化二铁的混合物是按如下反应进行:
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Cu+Fe2(SO4)3=2FeSO4+CuSO4
总反应方程式为:Cu+Fe2O3+3H2SO4=CuSO4+2FeSO4+3H2O
若Cu、Fe2O3按物质的量1:1混合,消耗的硫酸最少,则n(Cu)=n(Fe2O3)===0.1mol,由方程式可知,需要硫酸为0.1mol×3=0.3mol,硫酸体积为==0.3L,若混合物粉末全是Fe2O3,消耗的硫酸最多,则发生:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,n(Fe2O3)===0.14mol,故消耗H2SO4为0.14 mol×3=0.42 mol,硫酸体积为==0.42L,
但铜的质量不可能为0,故有0.3L≤V<0.42L,
故答案为:0.3L≤V<0.42L;
(2)溶液中n(Fe2+)=1L×0.1mol/L=0.1mol,则
Cu+ Fe2O3+3H2SO4=CuSO4+2FeSO4+3H2O
0.05mol 0.05mol 0.1mol
若铜过量,过量的铜不与硫酸反应,则m (Fe2O3)=0.05 mol×160 g/mol=8.0 g,故m (Cu)=22.4 g-8.0 g=14.4 g;
若Fe2O3过量,过量的Fe2O3将与H2SO4反应,则m (Cu)=0.05mol×64 g/mol=3.2g,
故答案为:3.2或14.4.
【题目】表是25℃时某些盐的浓度积常数和弱酸的电离平衡常数,下列说法正确的是
化学式 | AgCl | Ag2CrO4 | CH3COOH | HClO | H2CO3 |
Ksp或Ka | 1.8×10-10 | 2.0×10-12 | 1.8×10-5 | 3.0×10-8 | Ka1=4.1×10-7 Ka2=5.6×10-11 |
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.碳酸钠溶液中滴加少量氯水的离子方程式H2O+CO32-+Cl2=HCO3-+Cl-+HClO
C.向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COO-):c(CH3COOH)=9:5,此时溶液pH=5
D.向浓度均为1×10-3mol·L-1的KCl和K2CrO4混合液中滴加1×10-3mol·L-1的AgNO3,CrO42-先沉淀