题目内容

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-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，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+的浓度为0.1 mol·L-1，求原混合物中含铜多少克？

 

答案：
解析：

解析：(1)固体全部溶解，涉及到的反应有：

①Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2O　②Fe2(SO4)3+Cu====2FeSO4+CuSO4假设固体中只有Fe2O3，反应仅按①式进行，则恰好反应时，应满足：1 mol·L-1×V1=3×22.4 g/160g/mol-1，

得V1=0.42 L固体为Fe2O3与Cu的混合物，反应按①、②两式进行，恰好溶解，应满足：n(Cu)=n〔Fe2(SO4)3〕=n(Fe2O3)=x

根据题意：64x+160x=22.4，解得x=0.01 mol

由反应①式可得V2=3×0.1 mol/1 mol·L-1=0.3 L

所以V的取值范围是：0.3 L≤V＜0.42 L．

(2)溶液中n(Fe2+)=0.1 mol·L-1×1 L=0.1 mol，它是由反应式②生成的因Fe2(SO4)3和Cu谁过量不明显，故需加以讨论．

若铜过量，则n(Fe2O3)=n〔Fe2(SO4)3〕=n(FeSO4)=0.05 mol，Cu的质量为22.4 g-0.05mol×160 g·mol-1=14.4g

若Fe2(SO4)3过量，则n(Cu)=n(FeSO4)=0.05 mol，Cu的质量为0.05 mol×64g/mol=3.2g

答案：(1)0.3 L≤V＜0.42 L　(2)14.4 g或3.2 g

归纳：在有并列反应或有连续反应的情况下，如果用字母表示反应物的量，则需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，然后在各界点和区域范围内讨论求解．

 


练习册系列答案
相关题目
如图1是元素周期表的一部分．

Ⅰ．用化学用语回答下列问题：
（1）②、⑥、⑧的离子半径由大到小的顺序为
Clˉ＞O2ˉ＞Na+
Clˉ＞O2ˉ＞Na+
．
（2）④、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是
HClO4＞H3PO4＞H2CO3
HClO4＞H3PO4＞H2CO3
．
（3）As的原子结构示意图为
；其氢化物的化学式为
AsH3
AsH3
．
（4）Y由②⑥⑧三种元素组成，它的水溶液是生活中常见的消毒剂．As可与Y的水溶液反应，产物有As的最高价含氧酸，该反应的化学方程式为
5NaClO+2As+3H2O═2H3AsO4+5NaCl
5NaClO+2As+3H2O═2H3AsO4+5NaCl
，当消耗1mol还原剂时，电子转移了
5
5
mol．
Ⅱ．A、B、C、D、E、X是上述周期表给出元素组成的常见单质或化合物．已知A、B、C、D、E、X存在如图2所示转化关系（部分生成物和反应条件略去）．
若常温下A为红棕色气体，B为强酸，X为常见金属单质
（5）A与水反应的化学方程式为
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3NO2+H2O=2HNO3+NO
．
（6）工业上常用热还原法冶炼X，写出其化学方程式
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
．
（7）某温度下（＞100℃）若m克X与H2O反应放出QKJ （Q＞O）的热量．写出该反应的热化学方程式
3Fe（s）+4H2O（g）═Fe3O4（s）+4H2（g）△H=-
168Q
m
kJ/mol
3Fe（s）+4H2O（g）═Fe3O4（s）+4H2（g）△H=-
168Q
m
kJ/mol
．
（8）少量X与B的稀溶液反应生成C的离子反应方程式为
Fe+4H++NO3ˉ=Fe3++NO↑+2H2O
Fe+4H++NO3ˉ=Fe3++NO↑+2H2O
．
A、B、C、D、E是中学化学常见单质，构成它们的元素的原子序数分别为a、b、c、d、е；且3（a+b）=2（a+c）=3（d-a）；X、Y、Z、M、N、W、H、K是常见化合物，X是B和C的化合产物，它们之间有如下转化关系（图中反应物和产物中的H2O已略去）：
（1）Y的电子式为
，构成E单质的元素的原子结构示意图为：
．
（2）反应③的离子方程式为
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓
．
（3）E的氧化物与D在一定条件下反应的化学方程式为：
Fe2O3+2Al
 高温 
.
 
2Fe+Al2O3
Fe2O3+2Al
 高温 
.
 
2Fe+Al2O3
，在实验室中，引发该反应的实验操作为
将铝粉与氧化铁粉末混合均匀，在混合物上方撒少量氯酸钾，插上一根镁条，并点燃镁条
将铝粉与氧化铁粉末混合均匀，在混合物上方撒少量氯酸钾，插上一根镁条，并点燃镁条
．
（4）已知常温下，1gA的单质与C的单质在点燃条件下完全反应，放出的热量为92.3kJ，写出W分解生成A和C的热化学方程式
2HCl（g）═H2（g）+Cl2（g）△H=+184.6kJ/mol
2HCl（g）═H2（g）+Cl2（g）△H=+184.6kJ/mol
．
（5）用离子方程式表示Z溶液显碱性的原因：
AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-
AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-
．
（6）固体N常温下即挥发，183℃升华，几乎溶于所有的有机溶剂和H2O中，据此判断N为
分子
分子
晶体．
（7）25℃时，PH=5的W和N的水溶液中由H2O电离出来的H+离子浓度之比为
1：104
1：104
．
许多硫的含氧酸盐在医药、化工等方面有着重要的用途．
（1）重晶石（BaSO4）常作胃肠道造影剂．
已知：常温下，（Ksp（BaSO4）=1.1×10-10 ）向BaS04悬浊液中加入硫酸，当溶液的pH=2时，溶液中 c（Ba2+）=
 
．
（2）硫酸亚铁铵晶体[（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O]常作分析剂．
①检验晶体中含有NH4+的方法为
 

②等物质的量浓度的四种稀溶液：a．（NH4）2Fe（SO4）2 b．NH4HSO4 C．（NH4）2SO4 d．（NH4）2SO3，其中c（NH4+）由大到小的顺序为
 
（填选项字母）o
（3）过二硫酸钾（K2S2O8）常作强氧化剂，Na2S2O3常作还原剂．
①K2S2O8溶液与酸性MnSO4溶液混合，在催化剂作用下，可以观察到溶液变为紫色，该反应的离子方程式为
 

②用铂作电极，电解H2SO4和K2SO4的混合溶液可以制备K2S2O8，其阳极的电极反应式为
 
电解过程中阴极附近溶液的pH将
 
 （填“增大”、“减小”或“不变”）
③产品中K2S2O8的含量可用碘量法测定．操作步骤为：称取0.3g产品于碘量瓶中，加50mL水溶解；加入4.000g KI固体（稍过量），振荡使其充分反应；加入适量醋酸溶液酸化，以
 
为指示剂，用0.1000mol．L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．重复2次，测得平均消耗标准液21.00mL．该产品 中K2S2O8的质量分数为（杂质不参加反应）
 
（列式并计算）．
已知常温时反应2Fe 3++Cu══2Fe 2++Cu 2+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，则V的取值范围为_________________。

（2）若硫酸溶液过量，反应后溶液的体积为1 L，测得溶液中Fe 2+浓度为0.1 mol·L -1，则原始混合物中含铜的质量为__________________________。

硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）。用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下：

（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有               。
（2）“酸浸”时间一般不超过20 min，若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因用离子方程式表示：                             。
（3）根据下表数据：

氢氧化物
Al(OH)3
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀的pH
3.10
8.54
2.01
7.11
完全沉淀的pH
4.77
11.04
3.68
9.61
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于  ，当pH＝5时，溶液中c(Al3+)为     mol·L－1（已知常温下Ksp[Al(OH)3]＝2.0×10－33）。
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，碳酸氢铵与硫酸亚铁反应的离子方程式为                                             。
若用等物质的量的碳酸铵替代碳酸氢铵，则产品中可能混有的杂质是       。
（5）A的操作是                    。
（6）m g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁n g。药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于           （用含m、n的表达式表示）。

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