Question

【題目】鐵、銅混合粉末18.0g加入到100mL 5.0mol·L-1FeCl3溶液中，充分反應后，剩余固體質量為2.8g。已知先發(fā)生反應2FeCl3+Fe=3FeCl2、后發(fā)生 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。求：

(1)原固體混合物中銅的質量是___________g。

(2)反應后溶液中n(Fe2+)+ n(Cu2+)___________mol。

Answer 1

【答案】12.4g 0.75mol

【解析】

鐵的還原性強于銅，把鐵、銅混合粉末加入氯化鐵溶液中，鐵先與鐵離子反應，氯化鐵的物質的量是：5.0mol/L×0.1L=0.5mol，

設0.5mol鐵離子完全反應消耗鐵、銅的質量分別為m1、m2，則：

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+， Fe+2Fe3+=3Fe2+

64g 2mol 56g 2mol

m1 0.5mol m2 0.5mol

m1==16g，m2==14g，

溶解的金屬質量為：18g2.8g=15.2g，14g<15.2g<16g，

則鐵完全反應、銅部分反應，且Fe3+完全反應，剩余的金屬為Cu。

(1)設反應消耗銅的物質的量為n1，反應的鐵的物質的量為n2，

則：①64n1+56n2=15.2g

②n1+n2=n(Fe3+)=0.25mol，

解得：n1=0.15mol、n2=0.1mol，

屬于原固體混合物中銅的質量是：m(Cu)=n1×M+2.8g=0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g，

(2)根據反應方程式可知反應后溶液中：n(Fe2+)=2n(Cu)+3n(Fe)=2×0.15mol+3×0.10mol=0.6mol，

反應后溶液中銅離子的物質的量為n(Cu2+)=n(Cu)=0.15mol，

則反應后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.6mol+0.15mol=0.75mol，

故答案為：0.75mol。