作业帮高一化学物质的量计算题
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/04/26 17:06:19
高一化学物质的量计算题
将6g的铁粉加入200mLFe2（SO4）3和CuSO4的混合溶液,充分反应得到200ml0.5mol/LFeSO4溶液和5.2g固体沉淀物 试计算(1)反应后生成铜的质量(2)原FeSO4溶液的物质的量浓度
将6g的铁粉加入200mLFe2（SO4）3和CuSO4的混合溶液,充分反应得到200ml0.5mol/LFeSO4溶液和5.2g固体沉淀物 试计算(1)反应后生成铜的质量(2)原FeSO4溶液的物质的量浓度
在Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中投入铁粉后,Fe3+和Cu2+均可与铁发生反应,但由于氧化性Fe3+>Cu2+,所以 Fe应首先还原Fe3+,即首先发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+,但不可以只发生此反应,原因有二：第一是若只发生此反应则说明铁粉较少,已完全反应无剩余,则不可能有5.2g不溶物；第二,若只发生此反应可依此反应计算出生成的FeSO4为（6g÷56g/mol）×3=0.32mol> 0.1mol.通过以上分析,可以看出,Fe在把全部的Fe3+还原后,不发生了还原Cu2+的反应,此时的Fe是否有剩余呢?也就是余5.2g固体中肯定有Cu,是否含Fe呢?这就是此题的关键所在,需通过计算推导确定.
[解析]：发生反应的化学方程式为：
①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 ②Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
两个反应共生成FeSO4为：0.2L×0.5mol/L=0.1mol
观察两个反应不难发现,若生成同样的FeSO4,②式消耗的铁更多.假设0.1molFeSO4全部为②式产生,则此时消耗的铁将达最大量为a.
Fe FeSO4
1mol 1mol
a 0.1mol
a=0.1mol,即铁为5.6g,则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe,设原溶液的Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为x和y.
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
X x 3x y y y y
由题意得 3x+y=0.1mol
6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g
解得：x=0.02mol y=0.04mol
则生成铜：0.04mol×64g/mol=2.56g
原Fe2(SO4)3和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L
[解析]：发生反应的化学方程式为：
①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 ②Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
两个反应共生成FeSO4为：0.2L×0.5mol/L=0.1mol
观察两个反应不难发现,若生成同样的FeSO4,②式消耗的铁更多.假设0.1molFeSO4全部为②式产生,则此时消耗的铁将达最大量为a.
Fe FeSO4
1mol 1mol
a 0.1mol
a=0.1mol,即铁为5.6g,则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe,设原溶液的Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为x和y.
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
X x 3x y y y y
由题意得 3x+y=0.1mol
6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g
解得：x=0.02mol y=0.04mol
则生成铜：0.04mol×64g/mol=2.56g
原Fe2(SO4)3和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L