Question

將22.4 g銅和氧化鐵的混合物粉末加入到濃度為1 mol·L^-1的硫酸中，使之發生反應。

（1）若固體恰好全部溶解，消耗硫酸的體積為V L，求V的取值范圍。

（2）若硫酸溶液過量，反應后溶液的體積為1 L，測得此溶液中Fe2+濃度為0.1 mol·L^-1，求原混合物含銅多少克。

Answer 1

(1)0.30≤V＜0.42

(2)3.2 g或14.4 g

解析:

（1）有關化學反應為：

Fe₂O₃+3H₂SO₄====Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

Fe₂(SO₄)₃+Cu====CuSO₄+2FeSO₄

因此，Fe₂O₃越多，消耗H₂SO₄越多，此時，可求得V=0.42 L;Fe₂(SO₄)₃與Cu正好完全反應時，消耗H₂SO₄最少，此時，求得V=0.30 L。

（2）由Fe₂(SO₄)₃+Cu====CuSO₄+2FeSO₄

若Cu完全反應，n(Cu)=×0.1 mol·L^-1×1 L=0.05 mol， 則m(Cu)=3.2 g；若Fe₂(SO₄)₃完全反應，n(Fe₂O₃)=n〔Fe₂(SO₄)₃〕=×0.1 mol·L^-1×1 L=0.05 mol,m(Fe₂O₃)=160 g·mol^-1×0.05 mol=8 g，m(Cu)=22.4 g-8 g=14.4 g。