Question

在3升Fe2(SO4)3和CuSO4溶液中加入20克纯铁粉,充分反应后得到2升0.25mol﹨升FeSO4溶液和16克固体混合物

原溶液中Fe2（SO4）3的浓度为 ？ 摩﹨升 CuSO4的浓度为 ？ 摩\升

Answer 1

[分析]铁粉与Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液作用时存在竞争反应：
Fe2(SO4)3 + Fe === 3FeSO4；
Fe + CuSO4= Cu + FeSO4 铁粉少量时只发生第一个反应，铁粉过量时第二个反应才可发生，由题意可知SO42-物质的量为0.5mol，在SO42-物质的量一定的前提下，CuSO4消耗铁的能力强于Fe2（SO4）3.设原溶液只含CuSO4，0.5molCuSO4能消耗0.5molFe，即28gFe.可见原题中的铁粉是不过量的，原溶液中的硫酸铜已反应完全,溶质Fe2(SO4)3 反应完全;
解： 设Fe2(SO4)3、CuSO4的物质的量分别为x、y
Fe2(SO4)3 + Fe === 3FeSO4
1mol 1mol 3mol
x x 3x
Fe + CuSO4=== Cu + FeSO4
1 mol 1 mol 1 mol 1mol
y y y y
①3x+y=0.25mol/L×2L
②20g-56x-56y+64y=16g

得到x=0 .1mol，y=0.2mol，
所以原混合溶液中Fe2(SO4)3 和硫酸铜的物质的量浓度分别是0.1/3mol/L和0.2/3mol/L.