Question

5．向500mL CuSO₄和Fe₂（SO₄）₃的混合溶液中加入16.8g铁粉，充分反应后，经过滤、洗涤、干燥，可得6.4g铜．要使SO₄^2-完全沉淀，需加入2.0mol/L BaCl₂溶液500mL．求：
（1）溶液中SO₄^2-的物质的量浓度；
（2）原混合溶液中CuSO₄的物质的量．

Answer 1

分析 （1）发生SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，结合n=cV计算；
（2）可得6.4g铜，先发生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、后发生Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，结合反应及电荷守恒计算．

解答 解：（1）n（BaCl₂）=0.5L×2mol/L=1mol，由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓可知，原溶液中n（SO₄^2-）=1mol，则溶液中SO₄^2-的物质的量浓度为$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，
答：溶液中SO₄^2-的物质的量浓度为2mol/L；
（2）n（Fe）=$\frac{16.8g}{56g/mol}$=0.3mol，n（Cu）=$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，由Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu可知，参加反应的Fe为0.1mol，则0.2molFe与Fe₂（SO₄）₃反应，由Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺可知，c（Fe³⁺）=$\frac{0.4mol}{0.5L}$=0.8mol/L，又原溶液不显电性，设原混合溶液中CuSO₄的物质的量浓度为x，则x×2+0.8×3=2×2，解得x=0.8mol/L，可知原混合溶液中CuSO₄的物质的量为0.8mol/L×0.5L=0.4mol，
答：原混合溶液中CuSO₄的物质的量为0.4mol．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的反应、物质的量关系、氧化的先后顺序、电荷守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．