Question

5．向500mL CuSO₄和Fe₂（SO₄）₃的混合溶液中加入16.8g鐵粉，充分反應后，經過濾、洗滌、干燥，可得6.4g銅．要使SO₄^2-完全沉淀，需加入2.0mol/L BaCl₂溶液500mL．求：
（1）溶液中SO₄^2-的物質的量濃度；
（2）原混合溶液中CuSO₄的物質的量．

Answer 1

分析 （1）發生SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，結合n=cV計算；
（2）可得6.4g銅，先發生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、后發生Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，結合反應及電荷守恒計算．

解答 解：（1）n（BaCl₂）=0.5L×2mol/L=1mol，由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓可知，原溶液中n（SO₄^2-）=1mol，則溶液中SO₄^2-的物質的量濃度為$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，
答：溶液中SO₄^2-的物質的量濃度為2mol/L；
（2）n（Fe）=$\frac{16.8g}{56g/mol}$=0.3mol，n（Cu）=$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，由Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu可知，參加反應的Fe為0.1mol，則0.2molFe與Fe₂（SO₄）₃反應，由Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺可知，c（Fe³⁺）=$\frac{0.4mol}{0.5L}$=0.8mol/L，又原溶液不顯電性，設原混合溶液中CuSO₄的物質的量濃度為x，則x×2+0.8×3=2×2，解得x=0.8mol/L，可知原混合溶液中CuSO₄的物質的量為0.8mol/L×0.5L=0.4mol，
答：原混合溶液中CuSO₄的物質的量為0.4mol．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握發生的反應、物質的量關系、氧化的先后順序、電荷守恒為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，題目難度不大．