Question

将铜与Fe₂O₃的混合物共28.8g加入300mL2.00mol·L^-1的稀硫酸中，充分反应后剩余固体的质量为6.40g。请计算：

⑴混合物加入稀硫酸中，发生反应的离子方程式为____________。

⑵混合物中铜的物质的量为____________mol。

⑶反应后的溶液中最多消耗锌片的质量为____________g。

Answer

Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O；2Fe3+ +Cu = 2Fe2+ +Cu2+ 0.2 39

【解析】

300mL2.00mol·L-1的稀硫酸物质的量为n(H2SO4)= 2.00 mol·L−1×0.300L = 0.6mol。将铜与Fe2O3的混合物共28.8g加入300mL2.00 mol·L−1的稀硫酸中，充分反应后剩余固体的质量为6.40g，剩余的全部是铜，物质的量为0.1mol。

（1）混合物加入稀硫酸中，先是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，然后是铜和硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，反应的离子方程式为Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O；2Fe3+ +Cu = 2Fe2+ +Cu2+；故答案为：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O；2Fe3+ +Cu = 2Fe2+ +Cu2+。

（2）根据上述方程式得出关系式Fe2O3 ～Cu，氧化铁和反应的铜的质量共28.8g－6.4g = 22.4g，它们物质的量比例为1:1，因此假设铜物质的量为xmol，160 g·mol−1x + 64 g·mol−1x = 22.4g，解得x = 0.1，所以混合物中铜的物质的量为0.1 mol +0.1mol=0.2 mol；故答案为：0.2。

（3）根据锌加入到溶液中，最后生成铁、铜和硫酸锌，根据质量守恒，得到n(H2SO4)= n(ZnSO4)= n(Zn) =0.6mol，反应后的溶液中最多消耗锌片的质量为0.6mol×65 g·mol−1=39g；故答案为：39。