Question

【题目】为确定Fe2O3和Cu混合物的组成(假设混合均匀)，某兴趣小组称取五份不同质量的样品，分别投入30.0 mL某浓度的稀硫酸中。充分反应后，每组样品剩余固体的质量与原样品质量的关系如图所示。

(1)n(Fe2O3)∶n(Cu)＝________。

(2)稀硫酸的浓度为________。

Answer 1

【答案】1∶3 1.5 mol·L－1

【解析】

有固体剩余，一定不存在Fe3＋，均发生反应：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，根据反应离子方程式中各物质的量进行求算。

有固体剩余，一定不存在Fe3＋，均发生反应：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，

(1) 用b点数据计算：设Fe2O3为x mol，Cu为y mol

则有

得x＝0.01，y＝0.03

n(Fe2O3)∶n(Cu)＝1∶3。

(2)从c点曲线有一个拐点，说明硫酸全部消耗，所以可以用d数值计算。d点固体质量是b点的2倍，所以n(Fe2O3)＝0.02 mol，则m(Fe2O3)＝0.002 mol×160 g/mol＝3.20 g，n(Cu)＝0.06 mol，则m(Cu)＝0.06 mol×64 g/mol＝3.84 g，反应后剩余3.68 g，说明有部分Fe2O3 和Cu参加了反应，则根据Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O和2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，设参加反应的Fe2O3的物质的量为a，则参加反应的铜的物质的量也为a，消耗的H+的物质的量为6a，则160a＋64a＝7.04－3.68，得a＝0.015 mol，所以c(H2SO4)＝＝1.5(mol·L－1)。