Question

【題目】為確定Fe2O3和Cu混合物的組成(假設(shè)混合均勻)，某興趣小組稱取五份不同質(zhì)量的樣品，分別投入30.0 mL某濃度的稀硫酸中。充分反應(yīng)后，每組樣品剩余固體的質(zhì)量與原樣品質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。

(1)n(Fe2O3)∶n(Cu)＝________。

(2)稀硫酸的濃度為________。

Answer 1

【答案】1∶3 1.5 mol·L－1

【解析】

有固體剩余，一定不存在Fe3＋，均發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，根據(jù)反應(yīng)離子方程式中各物質(zhì)的量進(jìn)行求算。

有固體剩余，一定不存在Fe3＋，均發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，

(1) 用b點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算：設(shè)Fe2O3為x mol，Cu為y mol

則有

得x＝0.01，y＝0.03

n(Fe2O3)∶n(Cu)＝1∶3。

(2)從c點(diǎn)曲線有一個(gè)拐點(diǎn)，說明硫酸全部消耗，所以可以用d數(shù)值計(jì)算。d點(diǎn)固體質(zhì)量是b點(diǎn)的2倍，所以n(Fe2O3)＝0.02 mol，則m(Fe2O3)＝0.002 mol×160 g/mol＝3.20 g，n(Cu)＝0.06 mol，則m(Cu)＝0.06 mol×64 g/mol＝3.84 g，反應(yīng)后剩余3.68 g，說明有部分Fe2O3 和Cu參加了反應(yīng)，則根據(jù)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O和2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，設(shè)參加反應(yīng)的Fe2O3的物質(zhì)的量為a，則參加反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量也為a，消耗的H+的物質(zhì)的量為6a，則160a＋64a＝7.04－3.68，得a＝0.015 mol，所以c(H2SO4)＝＝1.5(mol·L－1)。