Question

一道高中超难化学题，高手进

500ml含有Fe3+和Cu2+的溶液放入10g铁粉，充分反应后，过滤，得到的固体物质为11g.滤液中的金属离子用0.3mol OH-恰好使它们完全沉淀。求溶液中Fe3+与Cu2+的物质的量浓度
你是不会吧

Answer 1

两年没学化学了，还是做一下，有错误请指出。
从氧化性强弱排一下顺序。Fe3+〉Cu2+ 〉Fe2+ 金属性 Fe（对应2+）〉Fe
所以反应顺序应该是： Fe3+与铁粉充分反应完之后，Cu2+再和铁粉继续反应，所以剩余11g固体应该是铁和铜的混合物。
设 Fe3+物质的量浓度为x mol/L Cu2+物质的量浓度ymol/L.
首先应用电荷守恒，溶液反应前后阳离子浓度没有变,和0.3mol OH-恰好使它们完全沉淀
0.5x*3+0.5y*2=0.3 (1)
在算质量的差值：
2Fe3+ +Fe= 3Fe2+
2 56
0.5x m1

2/0.5x=56/m1 得 m1=14x
Cu2+ + Fe = Cu + Fe2+ 质量差
1 56 64 8
0.5y m2
列式子 1/0.5y=8/m2 得 m2=4y
所以增加的质量是 m2-m1=4y-14x=11-10 (2)
解方程1 2 得 x=0.01
y=0.285
所以 Fe3+物质的量浓度为0.01mol/L Cu2+物质的量浓度0.285mol/L

Answer 2

楼下做得好象是对的!我做错了

Answer 3

在溶液中会出现如下反应;2Fe3+ + Fe =3Fe2+
Cu2+ +Fe =Fe2+ +Cu
Cu +Fe3+ =Cu2+ +Fe2+
所以可以认为铁先与3价铁离子反应完全,再与铜离子反应,若11克全是铜
设Fe3+为x mol Cu2+ 为y mol
2Fe3+ + Fe =3Fe2+
x x/2
乘余Fe 10/56 -x/2
Cu2+ +Fe =Fe2+ +Cu
10/56 -x/2 11/64
10/56 -x/2=11/64得x=0.0134
于是溶液中的铁离子为(0.0134+10/56)
又Fe2+ +2OH- =Fe(OH)2
Cu2+ +2OH- =Cu(OH)2
得乘余Cu2+为0.3/2 -(0.0134+10/56)<0
假设不成立 即11克中还有没反应的铁
则溶液中只有Fe2+
根据物料守衡有;3x/2 +y =0.3/2
64y+10 -( x/2 +y )*56 =11
10 -( x/2 +y )*56表示剩余铁的质量
得x=0.005mol y=0.1425mol
溶液中Fe3+与Cu2+的物质的量浓度分别是0.01mol/l 0.285mol/l