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将22.4g铜粉与三氧化二铁的混合粉末,加入1mol/L的硫酸中进行反应。

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/31 20:57:42
将22.4g铜粉与三氧化二铁的混合粉末,加入1mol/L的硫酸中进行反应。
(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1L,测得此溶液中Fe 2+ 的浓度为0.1mol/L,求此混合物中含铜多少克?
(1)0.3L≤ V <0.42L   (2)14.4g或3.2g。

(1)若铜粉和三氧化二铁的混合物是按如下反应进行:
Fe 2 O 3  +  3H 2 SO 4  =  Fe 2 (SO 4 ) 3  +  3H 2 O
Cu  +  Fe 2 (SO 4 ) 3  =  2FeSO 4   +   CuSO 4
    Cu+Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 = CuSO 4 +2FeSO 4 +3H 2 O
1 mol铜和1 mol Fe 2 O 3 为224 g,22.4 g可看作0.1 mol,需要硫酸0.3 mol,

若混合物粉末全是Fe 2 O 3 ,则有
Fe 2 O 3  +  3H 2 SO 4  =  Fe 2 (SO 4 ) 3  +  3H 2 O
n (Fe 2 O 3 ) = ,H 2 SO 4 为0.14 mol×3 = 0.42 mol,

但铜的质量不可能为0,故有0.3L≤ V <0.42L。
(2)若铜过量,过量的铜不与硫酸反应,则只发生如下反应:
Cu+Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 = CuSO 4 +2FeSO 4 +3H 2 O
0.05  0.05                         0.1
m (Fe 2 O 3 ) = 0.05 mol×160 g / mol = 8.0 g, m (Cu) = 22.4 g-8.0 g= 14.4 g。
若Fe 2 O 3 过量,过量的Fe 2 O 3 将与H 2 SO 4 反应,则 m (Cu)=0.05mol×64 g / mol =3.2g。