稱取4.00g氧化銅和氧化鐵固體混合物，加入50.0mL2.00mol·L-1的硫*充分溶解，往所得溶液中加入...

問題詳情：

稱取4.00g氧化銅和氧化鐵固體混合物，加入50.0mL2.00mol·L-1的硫*充分溶解，往所得溶液中加入5.60g鐵粉，充分反應後，得固體的質量為3.04g。請計算：

（1）加入鐵粉充分反應後，溶液中溶質的物質的量_________________。

（2）固體混合物中氧化銅的質量_________________。

【回答】

0.100mol    2.40g   

【分析】

過程發生的反應：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4，所得固體為置換出的銅和剩餘的鐵的混合物，以此解答。

【詳解】

（1）過程發生的反應：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4，

加入鐵粉充分反應後，溶液中溶質是硫*亞鐵，根據硫*根守恆，得到硫*亞鐵的物質的量n=0.05L×2.00mol/L=0.100mol；

故*為0.100mol；

（2）根據（1）的結果，充分反應後，溶液中含鐵元素n(Fe)=n(FeSO4)=0.100mol，質量m=0.1000mol56g/mol=5.60g，等於加入的鐵粉的質量，說明3.04g固體中含有氧化銅中的銅及剩餘鐵的質量，這些鐵的質量恰好等於氧化鐵中鐵元素的質量，

設氧化銅xmol，氧化鐵ymol，則有：

80x+160y=4.00，64x+112y=3.04，解得x=0.03，y=0.01，

氧化銅的質量是0.03mol×80g/mol=2.40g，

故*為2.40g。

【點睛】

本題運算有些繁瑣，解答要運用元素守恆突破難點，首先是硫元素守恆，加入的硫*中硫*根離子的物質的量等於硫*亞鐵的物質的量；其次是鐵元素的守恆，氧化鐵中的鐵元素與加入鐵粉的鐵元素質量之和等於溶液中含有的鐵元素與固體中剩餘鐵的質量之和相等，注意到硫*亞鐵含有的鐵元素質量等於加入的鐵粉的質量，則可確定所得固體中除銅之外，還含有鐵，且其質量恰好為氧化鐵中所含鐵的質量。

知識點：鐵和鐵的化合物

題型：計算題