Question

求解一高中化学题

将铁和三氧化二铁和氧化铜混合物与110毫升2摩尔每升的硫酸完全反应得氢气896毫升将反应物过滤干燥冷却后质量为1.28克滤液中金属阳离子只有二价铁离子将溶液稀释至2oo毫升再从中取50毫升逐滴加入1摩尔每毫升的氢氧化钠加至2o毫升时出现沉淀 求1原混合物氧化铜的质量2原混合物中三氧化二铁的质量3稀释后2oO毫升溶液中二价铁的物质量的浓度

Answer 1

滴加NaOH，没有立即出现沉淀，说明硫酸过量，1.28g固体全部是铜单质，反应过程如下（无先后顺序）：
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O ①
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O ②
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu ③
Fe + Fe2(SO4)3 = 3FeSO4 ④
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ ⑤

1、n(Cu) = 1.28 / 64 = 0.02mol
m(CuO) = 80 * 0.02 = 1.6g

2、硫酸的总物质的量：n(H2SO4) = 110 * 2 / 1000 = 0.22mol
n(H2) = 896 / (22.4 * 1000) = 0.04mol
参与反应⑤的硫酸物质的量：n(H2SO4) = n(H2) = 0.04mol
参与反应②的硫酸物质的量：n(H2SO4) = n(Cu) = 0.02mol
n(NaOH) = 20 * 1 / 1000 = 0.02mol
因为四等分滤液且硫酸是二元酸，所以过量硫酸的物质的量：
n(H2SO4) = (0.02 * 4) / 2 = 0.04mol
则参与反应①的硫酸物质的量：n(H2SO4) = 0.22 - 0.04 - 0.02 - 0.04 = 0.12mol
则：n(Fe2O3) = 0.12 / 3 = 0.04mol
m(Fe2O3) = 0.04 * 160 = 6.4g

3、反应③④⑤是Fe2+的来源，故：
n(Fe2+) = n(Cu) + 3 * n(Fe2O3) + n(H2) = 0.02 + 0.04 * 3 + 0.04 = 0.18mol
c(Fe2+) = 0.18 * 1000 / 200 = 0.6mol/L