Question

將14g鐵粉加入500mL Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄的混合溶液中，充分反應(yīng)得到某溶液和一定質(zhì)量的固體沉淀物
（1）該固體沉淀物中一定含有

 

（填化學(xué)式）
（2）反應(yīng)后溶液中一定不存在的是

 

．
A.2價(jià)銅離子B.2價(jià)鐵離子C.3價(jià)鐵離子D．硫酸根離子
（3）若反應(yīng)后得到500ml1mol/L的FeSO₄溶液和6g固體沉淀物，則原混合溶液中Fe₂（SO₄）₃的物質(zhì)的量濃度為

 

，固體沉淀物的組成為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：（1）（2）因氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，則加入鐵粉，先發(fā)生反應(yīng)：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄，則后發(fā)生反應(yīng)：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，固體沉淀物一定有銅，可能含有Fe，也可能沒(méi)有Fe，則反應(yīng)后溶液中一定沒(méi)有Fe³⁺，一定含有Fe²⁺，可能含有Cu²⁺；
（3）最后得FeSO₄溶液，則Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄都完全反應(yīng)，令原溶液中Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)方程式表示出消耗的Fe、生成的Cu及FeSO₄的物質(zhì)的量，利用FeSO₄物質(zhì)的量及最后固體質(zhì)量列方程計(jì)算，再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算原混合溶液中Fe₂（SO₄）₃的物質(zhì)的量的濃度，進(jìn)而確定固體組成．

解答： 解：（1）因氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，則加入鐵粉，先發(fā)生反應(yīng)：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄，則后發(fā)生反應(yīng)：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，由于有固體沉淀物，固體沉淀物一定有銅，固體沉淀物可能含有Fe，也可能沒(méi)有Fe，故答案為：Cu；
（2）反應(yīng)所得溶液中一定含有FeSO₄，沒(méi)有Fe₂（SO₄）₃，不能確定是否含有CuSO₄，則反應(yīng)后溶液中一定沒(méi)有Fe³⁺，一定含有Fe²⁺、SO₄^2-，可能含有Cu²⁺，故選：C；
（3）設(shè)原溶液中Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄
xmol xmol     3xmol
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
ymol ymol ymol ymol
所得溶液中FeSO₄物質(zhì)的量為1mol/×0.5L=0.5mol，則3x+y=0.5
最后固體質(zhì)量為6g，則：14-56（x+y）+64y=6，
聯(lián)立方程，解得：x=0.15，y=0.05，
故原混合溶液Fe₂（SO₄）₃的物質(zhì)的量濃度為：c[F₂（SO₄）₃]=

0.15mol

0.5L

=0.3mol/L，
固體中生成Cu的質(zhì)量為0.05mol×64g/mol=3.2g，剩余Fe的質(zhì)量為6g-3.2g=2.8g，即6g固體組成為3.2gCu、2.8gFe，
故答案為：0.3mol/L；3.2gCu、2.8gFe．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素化合物性質(zhì)及其推斷、混合物計(jì)算，關(guān)鍵是明確氧化性的強(qiáng)弱、反應(yīng)的先后順序，（3）中注意Fe₂（SO₄）₃和CuSO₄完全反應(yīng)，難度中等．