Question

【題目】鐵粉、銅粉混合物樣品11.6g，逐步加入2.0 mol/L，的硫酸溶液，充分反應后剩余固體質量隨加入硫酸溶液體積變化如下表：

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

請回答：

(1)樣品中鐵與銅的物質的量之比n(Fe）：n(Cu)=________ 。

(2)在反應后的體系中，再加入4.0mol/L的H2O2溶液25.0mL，并加入足量硫酸溶液．充分反應后溶液中存在的各金屬離子的物質的量分別是多少？__________________

Answer 1

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

【解析】(1)由圖表可知，最初20.0稀硫酸溶解的Fe質量為11.6g-9.36g=2.24g，而收60.0mL到80.0mL時溶解的Fe為4.88g-3.20g=1.68g，說明剩余3.20g固體全部是Cu，原混合物中Fe的質量為11.6g-3.20g=8.4g，樣品中鐵與銅的物質的量之比n(Fe)：n(Cu)=∶=3∶1；

(2)在反應后的體系中，再加入4.0mol/L的H2O2溶液25.0mL，并加入足量硫酸溶液，應先溶解固體Cu，多余的H2O2氧化溶液中的Fe2+；H2O2的總物質的量為4.0mol/L×0.025L=0.1mol；根據Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O，溶液里的Cu2+的物質的量為=0.05mol，溶解消耗的過氧化氫的物質的量為0.05mol，再根據2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，可知氧化后溶液里的Fe3+的物質的量為(0.1mol-0.05mol)×2=0.1mol，溶液里剩余的Fe2+的物質的量為-0.1mol=0.05mol。