Question

【题目】铁粉、铜粉混合物样品11.6g，逐步加入2.0 mol/L，的硫酸溶液，充分反应后剩余固体质量随加入硫酸溶液体积变化如下表：

硫酸溶液/mL	20.0	40.0	60.0	80.0
剩余固体/g	9.36	7.12	4.88	3.20

请回答：

(1)样品中铁与铜的物质的量之比n(Fe）：n(Cu)=________ 。

(2)在反应后的体系中，再加入4.0mol/L的H2O2溶液25.0mL，并加入足量硫酸溶液．充分反应后溶液中存在的各金属离子的物质的量分别是多少？__________________

Answer 1

【答案】 3∶1 Fe3+0.1mol Fe2+0.05mol Cu2+0.05mol

【解析】(1)由图表可知，最初20.0稀硫酸溶解的Fe质量为11.6g-9.36g=2.24g，而收60.0mL到80.0mL时溶解的Fe为4.88g-3.20g=1.68g，说明剩余3.20g固体全部是Cu，原混合物中Fe的质量为11.6g-3.20g=8.4g，样品中铁与铜的物质的量之比n(Fe)：n(Cu)=∶=3∶1；

(2)在反应后的体系中，再加入4.0mol/L的H2O2溶液25.0mL，并加入足量硫酸溶液，应先溶解固体Cu，多余的H2O2氧化溶液中的Fe2+；H2O2的总物质的量为4.0mol/L×0.025L=0.1mol；根据Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O，溶液里的Cu2+的物质的量为=0.05mol，溶解消耗的过氧化氢的物质的量为0.05mol，再根据2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，可知氧化后溶液里的Fe3+的物质的量为(0.1mol-0.05mol)×2=0.1mol，溶液里剩余的Fe2+的物质的量为-0.1mol=0.05mol。