Question

3．在2.00L含Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄的混合溶液中，加入33.60g铁粉，充分反应后过滤，可得到29.60g沉淀．此时溶液中只含有0.50mol/L的Fe²⁺，求原溶液中Fe₂（SO₄）₃ 和CuSO₄的物质的量浓度．

Answer 1

分析 因氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，则加入铁粉，先发生Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄，后发生Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，最后得FeSO₄溶液，则Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄都完全反应，令原溶液中Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄的物质的量分别为xmol、ymol，根据方程式表示出消耗的Fe、生成的Cu及FeSO₄的物质的量，利用FeSO₄物质的量及最后固体质量列方程计算，再根据c=$\frac{n}{V}$计算解答．

解答 解：令原溶液中Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄的物质的量分别为xmol、ymol，则：
Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄，
xmol   xmol     3xmol
  Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
ymol ymol  ymol  ymol
由FeSO₄物质的量及最后固体质量，则：
$\left\{\begin{array}{l}{3x+y=2×0.5}\\{33.6-56（x+y）+64y=29.60}\end{array}\right.$
解得：x=0.15，y=0.55，
故原混合溶液Fe₂（SO₄）₃的物质的量浓度=$\frac{0.15mol}{2L}$=0.075mol/L，CuSO₄的物质的量浓度=$\frac{0.55mol}{2L}$=0.275mol/L，
答：原溶液中Fe₂（SO₄）₃ 和CuSO₄的物质的量浓度0.075mol/L和0.275mol/L．

点评 本题考查根据化学反应方程式的计算，难度中等，清楚反应的先后顺序结合题目信息判断Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄完全反应是解答本题的关键．