由反应式①可得关系式 1×V=3×0.1,V=0.3
依题意:64x+160x=22.4,解得x=0.1
可通过恰好反应的极端情况,寻找界点,假设固体中只有Fe2O3,反应仅按①式进行, 显然恰好反应时,应满足:1×V=3×22.4/160,解得V=0.42
假设固体是Cu和Fe2O3的混合物,反应按①、②两式进行,若要固体恰好溶解,物质的 量应满足:n(Cu)=n[Fe2(SO4)3]=n(Fe2O3)=x mol
(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, 求原混合物中含铜多少克?
【解析】在有并列反应或连续反应的情况下,如果用字母表示反应物的用量,则需要进行多种情况的过量关系计算。一般来说,首先判断可能发生的反应,寻找界点,确定区域,然后在各个界点和区域范围内讨论求解。
(1)固体全部溶解,涉及的反应有:
①Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)4+3H2O ②Fe2(SO4)3+Cu=2FeSO4+CuSO4
例2 已知常温时反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+在水溶液中能发生,将22. 4 g由铜和三氧化二铁组成的混合粉末加入到浓度为1 mol/L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,求V的取值范围。
折算成98%(密度1.84 g/cm3)的硫酸体积为V=
最后加水稀释至250 mL。
需加纯硫酸n(H2SO4)=0.25×2-0.1×1=0.4 mol
有关系:0.5×100=0.2×V V=250 mL
例1 现有Na2SO4和H2SO4的混合溶液100 mL,其中Na2SO4的浓度为0.5 mol/L ,H2 SO4的浓度为1 mol/L。现要将上述混合溶液中Na2SO4的浓度改为0.2 mol/L,H2SO4的浓度改为2 mol/L,应加入98%(密度为1.84 g/cm3)的浓H2SO4多少毫升?然后加水 稀释到多少毫升?
【解析】加98%H2SO4溶液和水稀释前后,溶质Na2SO4量不变
则设加水稀释到V mL
18.某未经净化的工业废水含酚(C6H6O)16.0mg/L,2-羟丙1,2,3―三羧酸(柠檬酸C6 H8O7)10.0mg/L和2―羟基苯甲酸(水杨酸,C7H6O3)9.00mg/L,此种水中所含物质通过氧气分子发生生物化学氧化反应生成CO2和H2O
(1)试写出氧化反应的化学方程式
(2)这些物质发生完全氧化反应,化学需氧量多大?(单位mg/L)
(3)1m3废水可产生多少摩尔CO2?