今有由鐵粉、Fe2O3粉及CuO粉末組成的混和物,跟2摩/升的H2SO4110毫升完全反應(yīng)后得氫氣896毫升(標(biāo)況).將反應(yīng)物過(guò)濾,濾渣經(jīng)干燥,冷卻后稱(chēng)量為1.28克.濾液中的金屬離子全部是Fe2+,將濾液稀釋至200毫升,再?gòu)闹腥〕?0毫升,向其中逐滴加入1摩爾/升的NaOH溶液,邊加邊振蕩,當(dāng)加至20毫升時(shí)溶液開(kāi)始出現(xiàn)沉淀.求:
(1)原混合物中的CuO多少克?
(2)Fe2O3是多少克?
(3)稀釋后的200毫升濾液中Fe2+的摩爾濃度是多少?
(原子量Cu:64Fe:56O:16H:1S:32)
(1)1.28g銅的物質(zhì)的量為:1.28g÷64g/mol=0.02mol,根據(jù)銅元素的質(zhì)量守恒可以知道:
CuO-H2SO4 -Cu
1 1 1
0.02mol 0.02mol 0.02mol
所以氧化銅的質(zhì)量為:0.02mol×80g/mol=1.6g;
(2)反應(yīng)生成了氫氣的物質(zhì)的量為:0.896L÷22.4L/mol=0.04mol
即與鐵反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.04mol
與氫氧化鈉反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量=
1
2
n(NaOH)=
1
2
×1mol/L×0.02L=0.01mol,
故反應(yīng)后稀釋得到200mL溶液中含有的硫酸的物質(zhì)的量為:0.01mol×4=0.04mol
所以與氧化鐵反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為:0.11L×2mol/L-0.04-0.02mol-0.04mol=0.12mol
設(shè)氧化鐵的物質(zhì)的量為x
Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO43+3H2O
1 3
x 0.12mol
1
x
=
3
0.12mol

解得:x=0.04mol
故氧化鐵的質(zhì)量為:0.04mol×160g/mol=6.4g
(3)根據(jù)硫酸根離子的守恒可以知道與Fe2+結(jié)合的硫酸根離子為:2.2mol/L×0.1L-0.04mol=0.22mol-0.04mol=0.18mol
設(shè)硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為c.
H2SO4→FeSO4
1 1
0.18mol y
1
0.18mol
=
1
y

解得:y=0.18mol
即硫酸亞鐵的物質(zhì)的量濃度是:0.18mol÷0.2L=0.9mol/L,
答:稀釋后的200毫升濾波中Fe2+的摩爾濃度是0.9mol/L.
故答案為:(1)1.6g;
(2)6.4g;
(3)0.9mol/L.
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取用稀硫酸質(zhì)量/g100100100200
加入金屬的質(zhì)量/gx1.25x2x2x
生成氫氣的質(zhì)量/g0.40.50.60.8

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實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
氧化銅
的質(zhì)量
硫酸溶液
的質(zhì)量
無(wú)水硫酸
銅的產(chǎn)量
12.0g120g4.0g
24.0g120g8.0g
36.0g120g9.6g
48.0g200g16.0g
510.0g200gx
根據(jù)表中的數(shù)據(jù),請(qǐng)你一起來(lái)回答:
(1)哪幾次實(shí)驗(yàn)中氧化銅有剩余?
(2)哪幾次實(shí)驗(yàn)中硫酸有剩余?
(3)x值是多少?
(4)計(jì)算實(shí)驗(yàn)中所用硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
(5)第2次實(shí)驗(yàn)中,氧化銅剛剛完全溶解時(shí),溶液中殘余硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?

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反應(yīng)后質(zhì)量/克01215待定
下列推理錯(cuò)誤的是(  )
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B.反應(yīng)中Q是反應(yīng)物
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D.該反應(yīng)中X與Q的質(zhì)量之比為1:3

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