Question

在500mL CuSO₄和Fe₂（SO₄）₃的混合液中加入21.7g鐵粉，待完全反應后，得到16.8g殘留固體，在濾液中加入400mL 4mol/L的BaCl₂溶液，恰好使溶液中的SO

2- 4

完全沉淀．
請回答：
（1）寫出屬于氧化-還原反應的有關離子方程式：

 

．
（2）計算確定16.8g殘留固體的成分．

 

（3）計算原混合溶液中Fe₂（SO₄）₃的物質(zhì)的量濃度．

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）Fe與Fe³⁺離子反應生成Fe²⁺離子，F(xiàn)e與Cu²⁺離子反應生成Cu與Fe²⁺離子；
（2）計算原溶液中n（SO₄^2-），假設原溶液中只有CuSO₄或原溶液中只有Fe₂（SO₄）₃，計算需要Fe的質(zhì)量，判斷Fe是否完全反應，進而確定殘留固體的成分；
（3）因氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，則加入鐵粉，先發(fā)生Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄，F(xiàn)e³⁺反應完畢后發(fā)生Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，根據(jù)方程式結(jié)合（2）中的判斷及殘留固體的質(zhì)量計算，據(jù)此解答．

解答： 解：（1）Fe與Fe³⁺離子反應生成Fe²⁺離子，反應離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
Fe與Cu²⁺離子反應生成Cu與Fe²⁺離子，反應離子方程式為Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
（2）原溶液中n（SO₄^2-）=n（BaCl₂）=0.4L×4mol/L=1.6mol，
假設原溶液中只有CuSO₄，由Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺可知，則參加反應的n（Fe）=n（CuSO₄）=1.6mol，反應的鐵粉質(zhì)量為：1.6mol×56g/mol=89.6g，
假設原溶液中只有Fe₂（SO₄）₃，由Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄可知，則參加反應的n（Fe）=1.6mol×

1

3

，反應的鐵粉質(zhì)量為：1.6mol×

1

3

×56g/mol=22.9g，
所以21.7g鐵粉會完全反應，沒有剩余，最后得到16.8g殘留固體為銅，
故答案為：Cu；
（3）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
    56             64
 m（Fe）          16.8g
m（Fe）=

16.8g×56

64

=14.7g
與Fe₂（SO₄）₃反應的鐵粉質(zhì)量為21.7g-14.7g=7g
 Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄
56g    1mol
7g     n[Fe₂（SO₄）₃]
所以 n[Fe₂（SO₄）₃]=

7g×1mol

56g

=0.125mol，
故原溶液中c[Fe₂（SO₄）₃]=

0.125mol

0.5L

=0.25mol/L，
故答案為：0.25mol/L．

點評：本題考查混合物計算、方程式的有關計算，判斷殘留固體的成分是關鍵，（3）中注意硫酸銅不一定完全反應，難度中等．