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在500mL CuSO4和 Fe2(SO4)3的混合液中加入21.7g鐵粉，待反應(yīng)完全后，得到16.8g殘留固體。在濾液中加入400mL4mol／L的BaCl2溶液，恰好使溶液中的SO－完全沉淀。求原混合液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量濃度。

 

答案：
解析：

解本題的關(guān)鍵是先弄清16.8g殘留固體是什么物質(zhì)，然后根據(jù)有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式進行計算。

n(SO－)=n(BaCl2)=4×0.4=1.6(mol)。

若原混合液中溶質(zhì)全部是CuSO4。由Fe+CuSO4=FeSO4+Cu知需Fe的質(zhì)量為：1.6×56=89.6(g)；

若原混合液中溶質(zhì)全部是Fe2(SO4)3，由Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4知，需Fe的質(zhì)量為：×56=29.9(g)。

因而實際需Fe的質(zhì)量應(yīng)介于29.9g～89.6g之間。

現(xiàn)加入的Fe為21.7g，所以Fe的量不足，16.8g固體全部是Cu。

設(shè)原混合液中Fe2(SO4)3為xmol，CuSO4為ymol。

因為  氧化性Fe3+>Cu2+，故Fe先與Fe2(SO4)3反應(yīng).有

Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4    Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

x   x                    

依題意    解得

所以c[Fe2(SO4)3]=0.25mol／L，c(CuSO4)=2.45mol／L。

 


提示：

單質(zhì)鐵和三價鐵離子反應(yīng)生成二價鐵離子，反應(yīng)方程式：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，單質(zhì)鐵和二價銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，三價鐵離子的氧化性強于二價銅離子，所以鐵單質(zhì)先與三價鐵離子發(fā)生反應(yīng)，所以16.8g的殘留固體可能含有銅或者鐵。此外溶液中的反應(yīng)始終沒有加入新的硫酸根離子，硫酸根離子的總量是不變的。

 


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

2g Cu2S和CuS的固體混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol?L-1KMnO4溶液處理，發(fā)生如下反應(yīng)：8Mn
O
-
4
+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6Mn
O
-
4
+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO2，剩余的KMnO4溶液恰好與350mL 0.1mol?L-1（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反應(yīng)．
（1）配平KMnO4溶液與（NH4）2Fe（SO4）2溶液反應(yīng)的離子方程式：
1
1
MnO
-
4
+
5
5
Fe2++
8
8
H+═
1
1
Mn2++
5
5
Fe3++
4
4
H2O
（2）KMnO4溶液與固體混合物反應(yīng)后，剩余KMnO4的物質(zhì)的量為
0.023
0.023
mol．
（3）欲配制500mL含F(xiàn)e2+的物質(zhì)的量濃度為0.1mol?L-1的溶液，需稱取（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O（M=392g?mol-1）的質(zhì)量為
9.8g
9.8g
．
（4）混合物中Cu2S的質(zhì)量分數(shù)為
40%
40%
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

2g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol/L KMnO4溶液處理，反應(yīng)如下：
8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO2，剩余的 KMnO4恰好與350mL 0.1mol/L （NH4）2Fe（SO4）2 溶液完全反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
（1）KMnO4溶液與混合物反應(yīng)，消耗KMnO4的物質(zhì)的量為
0.023
0.023
mol．
（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH4+ 溶液，需稱取 （NH4）2Fe（SO4）2?6H2O  （M=392g/mol）的質(zhì)量為
9.8
9.8
g．
（3）混合物中 Cu2S的質(zhì)量分數(shù)為
40%．
40%．
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（6分）2 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075 mol/LKMnO4溶液處理，反應(yīng)如下：8MnO4－＋5Cu2S＋44H＋＝10Cu2＋＋5SO2＋8Mn2＋＋22H2O

6MnO4－＋5CuS＋28Ｈ＋＝5Cu2＋＋5SO2＋6Mn2＋＋14H2O

反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO2，剩余的 KMnO4恰好與350 mL 0.1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5 Fe3+ ＋4H2O

（1） KMnO4溶液與混合物反應(yīng)，消耗KMnO4的物質(zhì)的量為        mol。

（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH4+ 溶液，需稱取 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O (M=392g/mol)的質(zhì)量為　　　　g。

（3）混合物中 Cu2S的質(zhì)量分數(shù)為　　　。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2012屆陜西省鐵一中高三第二次模擬考試化學(xué)試卷 題型：填空題

（6分）2 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075 mol/L KMnO4溶液處理，反應(yīng)如下：8MnO4－＋5Cu2S＋44H＋＝10Cu2＋＋5SO2＋8Mn2＋＋22H2O
6MnO4－＋5CuS＋28Ｈ＋＝5Cu2＋＋5SO2＋6Mn2＋＋14H2O
反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO2，剩余的 KMnO4恰好與350 mL 0.1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5 Fe3+ ＋4H2O
（1） KMnO4溶液與混合物反應(yīng)，消耗KMnO4的物質(zhì)的量為        mol。
（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH4+溶液，需稱取 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O  (M=392g/mol)的質(zhì)量為　　　　g。
（3）混合物中 Cu2S的質(zhì)量分數(shù)為　　　。

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科目：高中化學(xué) 來源：2011-2012學(xué)年陜西省高三第二次模擬考試化學(xué)試卷 題型：填空題

（6分）2 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075 mol/L KMnO4溶液處理，反應(yīng)如下：8MnO4－＋5Cu2S＋44H＋＝10Cu2＋＋5SO2＋8Mn2＋＋22H2O

6MnO4－＋5CuS＋28Ｈ＋＝5Cu2＋＋5SO2＋6Mn2＋＋14H2O

反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO2，剩余的 KMnO4恰好與350 mL 0.1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2 溶液完全反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5 Fe3+ ＋4H2O

（1） KMnO4溶液與混合物反應(yīng)，消耗KMnO4的物質(zhì)的量為         mol。

（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH4+ 溶液，需稱取 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O  (M=392g/mol)的質(zhì)量為　　　　g。

（3）混合物中 Cu2S的質(zhì)量分數(shù)為　　　。

 

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