Question

将一定量的铁粉加入500mL Fe₂（SO₄）₃和Cu SO₄的混合溶液中，恰好完全反应，且反应前后溶液的质量不变．要使溶液中的SO₄^2-完全沉淀，需加入2mol/L BaCl₂的溶液500mL．求：
（1）原溶液中离子SO₄^2-的物质的量浓度
（2）加入铁粉的质量．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：守恒法

分析：（1）溶液中n（SO₄^2-）=n（Ba²⁺），再根据c=

n

V

计算c（SO₄^2-）；
（2）发生反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，溶液中溶质为FeSO₄，反应前后溶液的质量不变，则参加反应Fe的质量等于生成Cu的质量，令溶液中Fe³⁺，Cu²⁺分别为x mol、ymol，根据方程式表示出各反应消耗Fe的物质的量、生成Fe²⁺的物质的量，反应后溶液中n（Fe²⁺）=n（SO₄^2-），再结合参加反应Fe的质量等于生成Cu的质量列方程解答．

解答： 解：（1）溶液中n（SO₄^2-）=n（Ba²⁺）=n（BaCl₂）=0.5L×2mol/L=1mol，c（SO₄^2-）=

1mol

0.5L

=2mol/L，
答：原溶液中离子SO₄^2-的物质的量浓度为2mol/L．
（2）令溶液中Fe³⁺，Cu²⁺分别为x mol、ymol，则：
     Fe+2 Fe³⁺=3 Fe²⁺
0.5xmol  xmol  1.5xmol 
   Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，
ymol  ymol  ymol ymol
溶液中溶质为FeSO₄，n（Fe²⁺）=n（SO₄^2-），即1.5x+y=1，
反应前后溶液的质量不变，参加反应Fe的质量等于生成Cu的质量，则：56（0.5x+y）=64y
联立方程，解得x=0.2 y=0.7
故加入Fe的质量为0.7mol×64g/mol=44.8g，
答：加入铁粉的质量为44.8g．

点评：本题考查混合物计算，难度中等，明确反应前后溶液质量不变的原因，侧重考查学生分析解决问题能力．