Question

3．在2.00L含F(xiàn)e₂（SO₄）₃、CuSO₄的混合溶液中，加入33.60g鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾，可得到29.60g沉淀．此時(shí)溶液中只含有0.50mol/L的Fe²⁺，求原溶液中Fe₂（SO₄）₃ 和CuSO₄的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 因氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，則加入鐵粉，先發(fā)生Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄，后發(fā)生Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，最后得FeSO₄溶液，則Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄都完全反應(yīng)，令原溶液中Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)方程式表示出消耗的Fe、生成的Cu及FeSO₄的物質(zhì)的量，利用FeSO₄物質(zhì)的量及最后固體質(zhì)量列方程計(jì)算，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算解答．

解答 解：令原溶液中Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
Fe+Fe₂ （SO₄）₃=3FeSO₄，
xmol   xmol     3xmol
  Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
ymol ymol  ymol  ymol
由FeSO₄物質(zhì)的量及最后固體質(zhì)量，則：
$\left\{\begin{array}{l}{3x+y=2×0.5}\\{33.6-56（x+y）+64y=29.60}\end{array}\right.$
解得：x=0.15，y=0.55，
故原混合溶液Fe₂（SO₄）₃的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.15mol}{2L}$=0.075mol/L，CuSO₄的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.55mol}{2L}$=0.275mol/L，
答：原溶液中Fe₂（SO₄）₃ 和CuSO₄的物質(zhì)的量濃度0.075mol/L和0.275mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，難度中等，清楚反應(yīng)的先后順序結(jié)合題目信息判斷Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄完全反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵．