Question

11．将6g的铁粉加入200mLFe₂（SO₄）₃和CuSO₄的混合溶液，充分反应得到200mL0.5mol/LFeSO₄溶液和5.2g固体沉淀物．试计算（1）反应后生成铜的质量；（2）原Fe₂（SO₄）₃溶液的物质的量浓度．

Answer 1

分析 因氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，则加入铁粉，先发生Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄，5.2g固体沉淀物一定有铜，则后发生Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，然后根据化学反应方程式即可计算．

解答 解：溶液中含有Fe²⁺：0.5mol•L^-1×0.2L=0.1mol＜$\frac{6g}{56g/mol}$，
所以6g铁粉过量，设反应消耗铁的物质的量为x，生成铜的物质的量为y，
Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄
1mol     1mol         3mol 
xmol      xmol        3xmol  
 Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
1mol 1mol 1mol  1mol
ymol ymol ymol  ymol
可得$\left\{\begin{array}{l}{3x+y=0.1mol}\\{6g-56x+8y=5.2g}\end{array}\right.$，
解得x=0.02mol、y=0.04mol，
（1）故得生成铜质量为0.04mol×64g•mol^-1=2.56g，
答：反应后生成铜的质量为2.56g；
（2）原溶液中Fe₂（SO₄）₃物质的量浓度为$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，
答：原Fe₂（SO₄）₃溶液的物质的量浓度为0.1mol/L．

点评 本题考查学生利用化学反应方程式的计算，明确氧化性的强弱、反应的先后顺序是解答本题的关键．