Question

【題目】為確定Fe2O3和Cu混合物的組成(假設混合均勻)，某興趣小組稱取五份不同質量的樣品，分別投入30.0 mL某濃度的稀硫酸中。充分反應后，每組樣品剩余固體的質量與原樣品質量的關系如圖所示。

(1)n(Fe2O3)∶n(Cu)＝________。

(2)稀硫酸的濃度為________。

Answer 1

【答案】1∶3 1.5 mol·L－1

【解析】

有固體剩余，一定不存在Fe3＋，均發生反應：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，根據反應離子方程式中各物質的量進行求算。

有固體剩余，一定不存在Fe3＋，均發生反應：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，

(1) 用b點數據計算：設Fe2O3為x mol，Cu為y mol

則有

得x＝0.01，y＝0.03

n(Fe2O3)∶n(Cu)＝1∶3。

(2)從c點曲線有一個拐點，說明硫酸全部消耗，所以可以用d數值計算。d點固體質量是b點的2倍，所以n(Fe2O3)＝0.02 mol，則m(Fe2O3)＝0.002 mol×160 g/mol＝3.20 g，n(Cu)＝0.06 mol，則m(Cu)＝0.06 mol×64 g/mol＝3.84 g，反應后剩余3.68 g，說明有部分Fe2O3 和Cu參加了反應，則根據Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O和2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，設參加反應的Fe2O3的物質的量為a，則參加反應的銅的物質的量也為a，消耗的H+的物質的量為6a，則160a＋64a＝7.04－3.68，得a＝0.015 mol，所以c(H2SO4)＝＝1.5(mol·L－1)。