Question

将22.4 g铜和氧化铁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 L，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⁺浓度为0.1 mol·L^－1，求原混合物含铜多少克。

Answer 1

解析：(1)有关化学反应为：

Fe₂O₃+3H₂SO₄===Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

Fe₂(SO₄)₃+Cu===CuSO₄+2FeSO₄

因此，Fe₂O₃越多，消耗H₂SO₄越多，此时，可求得V=0.42 L;Fe₂(SO₄)₃与Cu正好完全反应时，消耗H₂SO₄最少，此时，求得V=0.30 L。

(2)由Fe₂(SO₄)₃+Cu===CuSO₄+2FeSO₄

若Cu完全反应，n(Cu)=×0.1 mol·L^－1×1 L=0.05 mol，则m(Cu)=3.2 g；若Fe₂(SO₄)₃完全反应，n(Fe₂O₃)=n〔Fe₂(SO₄)₃〕=×0.1 mol·L^－1×1 L=0.05 mol,m(Cu)=14.4 g。

答案：(1)0.30≤V＜0.42　(2)3.2 g或14.4 g