Question

称取4.00g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0mL2.00mol·L^-1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04g。请计算：

（1）加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量_________________。

（2）固体混合物中氧化铜的质量_________________。

Answer

0.100mol 2.40g

【解析】

过程发生的反应：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4，所得固体为置换出的铜和剩余的铁的混合物，以此解答。

（1）过程发生的反应：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4，

加入铁粉充分反应后，溶液中溶质是硫酸亚铁，根据硫酸根守恒，得到硫酸亚铁的物质的量n=0.05L×2.00mol/L=0.100mol；

故答案为：0.100mol；

（2）根据（1）的结果，充分反应后，溶液中含铁元素n(Fe)=n(FeSO4)=0.100mol，质量m=0.1000mol56g/mol=5.60g，等于加入的铁粉的质量，说明3.04g固体中含有氧化铜中的铜及剩余铁的质量，这些铁的质量恰好等于氧化铁中铁元素的质量，

设氧化铜xmol，氧化铁ymol，则有：

80x+160y=4.00，64x+112y=3.04，解得x=0.03，y=0.01，

氧化铜的质量是0.03mol×80g/mol=2.40g，

故答案为：2.40g。