Question

將一定量的鐵粉加入500mL Fe₂（SO₄）₃和Cu SO₄的混合溶液中，恰好完全反應，且反應前后溶液的質量不變．要使溶液中的SO₄^2-完全沉淀，需加入2mol/L BaCl₂的溶液500mL．求：
（1）原溶液中離子SO₄^2-的物質的量濃度
（2）加入鐵粉的質量．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：守恒法

分析：（1）溶液中n（SO₄^2-）=n（Ba²⁺），再根據c=

n

V

計算c（SO₄^2-）；
（2）發生反應：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，溶液中溶質為FeSO₄，反應前后溶液的質量不變，則參加反應Fe的質量等于生成Cu的質量，令溶液中Fe³⁺，Cu²⁺分別為x mol、ymol，根據方程式表示出各反應消耗Fe的物質的量、生成Fe²⁺的物質的量，反應后溶液中n（Fe²⁺）=n（SO₄^2-），再結合參加反應Fe的質量等于生成Cu的質量列方程解答．

解答： 解：（1）溶液中n（SO₄^2-）=n（Ba²⁺）=n（BaCl₂）=0.5L×2mol/L=1mol，c（SO₄^2-）=

1mol

0.5L

=2mol/L，
答：原溶液中離子SO₄^2-的物質的量濃度為2mol/L．
（2）令溶液中Fe³⁺，Cu²⁺分別為x mol、ymol，則：
     Fe+2 Fe³⁺=3 Fe²⁺
0.5xmol  xmol  1.5xmol 
   Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，
ymol  ymol  ymol ymol
溶液中溶質為FeSO₄，n（Fe²⁺）=n（SO₄^2-），即1.5x+y=1，
反應前后溶液的質量不變，參加反應Fe的質量等于生成Cu的質量，則：56（0.5x+y）=64y
聯立方程，解得x=0.2 y=0.7
故加入Fe的質量為0.7mol×64g/mol=44.8g，
答：加入鐵粉的質量為44.8g．

點評：本題考查混合物計算，難度中等，明確反應前后溶液質量不變的原因，側重考查學生分析解決問題能力．