题目内容

在500mL CuSO4和 Fe2(SO4)3的混合液中加入21.7g铁粉，待反应完全后，得到16.8g残留固体。在滤液中加入400mL4mol／L的BaCl2溶液，恰好使溶液中的SO－完全沉淀。求原混合液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物质的量浓度。

 

答案：
解析：

解本题的关键是先弄清16.8g残留固体是什么物质，然后根据有关反应的化学方程式进行计算。

n(SO－)=n(BaCl2)=4×0.4=1.6(mol)。

若原混合液中溶质全部是CuSO4。由Fe+CuSO4=FeSO4+Cu知需Fe的质量为：1.6×56=89.6(g)；

若原混合液中溶质全部是Fe2(SO4)3，由Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4知，需Fe的质量为：×56=29.9(g)。

因而实际需Fe的质量应介于29.9g～89.6g之间。

现加入的Fe为21.7g，所以Fe的量不足，16.8g固体全部是Cu。

设原混合液中Fe2(SO4)3为xmol，CuSO4为ymol。

因为  氧化性Fe3+>Cu2+，故Fe先与Fe2(SO4)3反应.有

Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4    Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

x   x                    

依题意    解得

所以c[Fe2(SO4)3]=0.25mol／L，c(CuSO4)=2.45mol／L。

 


提示：

单质铁和三价铁离子反应生成二价铁离子，反应方程式：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，单质铁和二价铜离子发生置换反应，反应方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，三价铁离子的氧化性强于二价铜离子，所以铁单质先与三价铁离子发生反应，所以16.8g的残留固体可能含有铜或者铁。此外溶液中的反应始终没有加入新的硫酸根离子，硫酸根离子的总量是不变的。

 


练习册系列答案
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2g Cu2S和CuS的固体混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol?L-1KMnO4溶液处理，发生如下反应：8Mn
O
-
4
+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6Mn
O
-
4
+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液，赶尽SO2，剩余的KMnO4溶液恰好与350mL 0.1mol?L-1（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．
（1）配平KMnO4溶液与（NH4）2Fe（SO4）2溶液反应的离子方程式：
1
1
MnO
-
4
+
5
5
Fe2++
8
8
H+═
1
1
Mn2++
5
5
Fe3++
4
4
H2O
（2）KMnO4溶液与固体混合物反应后，剩余KMnO4的物质的量为
0.023
0.023
mol．
（3）欲配制500mL含Fe2+的物质的量浓度为0.1mol?L-1的溶液，需称取（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O（M=392g?mol-1）的质量为
9.8g
9.8g
．
（4）混合物中Cu2S的质量分数为
40%
40%
．
2g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol/L KMnO4溶液处理，反应如下：
8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液，赶尽SO2，剩余的 KMnO4恰好与350mL 0.1mol/L （NH4）2Fe（SO4）2 溶液完全反应，反应的离子方程式：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
（1）KMnO4溶液与混合物反应，消耗KMnO4的物质的量为
0.023
0.023
mol．
（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH4+ 溶液，需称取 （NH4）2Fe（SO4）2?6H2O  （M=392g/mol）的质量为
9.8
9.8
g．
（3）混合物中 Cu2S的质量分数为
40%．
40%．
．

（6分）2 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075 mol/LKMnO4溶液处理，反应如下：8MnO4－＋5Cu2S＋44H＋＝10Cu2＋＋5SO2＋8Mn2＋＋22H2O

6MnO4－＋5CuS＋28Ｈ＋＝5Cu2＋＋5SO2＋6Mn2＋＋14H2O

反应后煮沸溶液，赶尽SO2，剩余的 KMnO4恰好与350 mL 0.1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应，反应的离子方程式：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5 Fe3+ ＋4H2O

（1） KMnO4溶液与混合物反应，消耗KMnO4的物质的量为        mol。

（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH4+ 溶液，需称取 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O (M=392g/mol)的质量为　　　　g。

（3）混合物中 Cu2S的质量分数为　　　。

 

（6分）2 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075 mol/L KMnO4溶液处理，反应如下：8MnO4－＋5Cu2S＋44H＋＝10Cu2＋＋5SO2＋8Mn2＋＋22H2O
6MnO4－＋5CuS＋28Ｈ＋＝5Cu2＋＋5SO2＋6Mn2＋＋14H2O
反应后煮沸溶液，赶尽SO2，剩余的 KMnO4恰好与350 mL 0.1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应，反应的离子方程式：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5 Fe3+ ＋4H2O
（1） KMnO4溶液与混合物反应，消耗KMnO4的物质的量为        mol。
（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH4+溶液，需称取 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O  (M=392g/mol)的质量为　　　　g。
（3）混合物中 Cu2S的质量分数为　　　。

（6分）2 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075 mol/L KMnO4溶液处理，反应如下：8MnO4－＋5Cu2S＋44H＋＝10Cu2＋＋5SO2＋8Mn2＋＋22H2O

6MnO4－＋5CuS＋28Ｈ＋＝5Cu2＋＋5SO2＋6Mn2＋＋14H2O

反应后煮沸溶液，赶尽SO2，剩余的 KMnO4恰好与350 mL 0.1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2 溶液完全反应，反应的离子方程式：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5 Fe3+ ＋4H2O

（1） KMnO4溶液与混合物反应，消耗KMnO4的物质的量为         mol。

（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH4+ 溶液，需称取 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O  (M=392g/mol)的质量为　　　　g。

（3）混合物中 Cu2S的质量分数为　　　。

 

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