Question

今有由鐵粉、Fe₂O₃粉及CuO粉末組成的混和物，跟2摩/升的H₂SO₄110毫升完全反應后得氫氣896毫升（標況）．將反應物過濾，濾渣經干燥，冷卻后稱量為1.28克．濾液中的金屬離子全部是Fe²⁺，將濾液稀釋至200毫升，再從中取出50毫升，向其中逐滴加入1摩爾/升的NaOH溶液，邊加邊振蕩，當加至20毫升時溶液開始出現(xiàn)沉淀．求：
（1）原混合物中的CuO多少克？
（2）Fe₂O₃是多少克？
（3）稀釋后的200毫升濾液中Fe²⁺的摩爾濃度是多少？
（原子量Cu：64Fe：56O：16H：1S：32）

Answer 1

（1）1.28g銅的物質的量為：1.28g÷64g/mol=0.02mol，根據(jù)銅元素的質量守恒可以知道：
CuO-H₂SO₄ -Cu
1 1 1
0.02mol 0.02mol 0.02mol
所以氧化銅的質量為：0.02mol×80g/mol=1.6g；
（2）反應生成了氫氣的物質的量為：0.896L÷22.4L/mol=0.04mol
即與鐵反應的硫酸的物質的量為0.04mol
與氫氧化鈉反應的硫酸的物質的量=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×1mol/L×0.02L=0.01mol，
故反應后稀釋得到200mL溶液中含有的硫酸的物質的量為：0.01mol×4=0.04mol
所以與氧化鐵反應的硫酸的物質的量為：0.11L×2mol/L-0.04-0.02mol-0.04mol=0.12mol
設氧化鐵的物質的量為x
Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
1 3
x 0.12mol

1

x

=

3

0.12mol

解得：x=0.04mol
故氧化鐵的質量為：0.04mol×160g/mol=6.4g
（3）根據(jù)硫酸根離子的守恒可以知道與Fe²⁺結合的硫酸根離子為：2.2mol/L×0.1L-0.04mol=0.22mol-0.04mol=0.18mol
設硫酸亞鐵的物質的量為c．
H₂SO₄→FeSO₄
1 1
0.18mol y

1

0.18mol

=

1

y

解得：y=0.18mol
即硫酸亞鐵的物質的量濃度是：0.18mol÷0.2L=0.9mol/L，
答：稀釋后的200毫升濾波中Fe²⁺的摩爾濃度是0.9mol/L．
故答案為：（1）1.6g；
（2）6.4g；
（3）0.9mol/L．