Question

铁、铜混合粉末18.0g加入到100 mL 5.0 mol·L^-1FeCl₃溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g。

求：(1)原固体混合物中铜的质量是__________g ；

(2)反应后溶液中n(Fe²⁺)+ n(Cu²⁺)=________mol。

Answer

12.4 0.75

【解析】

铁、铜混合粉末18.0g加入到100 mL 5.0 mol·L-1FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3++Fe==3Fe2+、2Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋，由于还原性Fe＞Cu，所以Fe完全反应后，Cu开始反应，故剩余的2.8g固体为Cu。

n(Fe3+)=0.100 L×5.0 mol·L-1=0.5mol，参加反应的Fe及Cu的质量为18.0g-2.8g=15.2g。

(1)设混合物中Fe的物质的量为x，则依据离子方程式2Fe3++Fe==3Fe2+，与Fe反应的Fe3+的物质的量为2x，依据离子方程式2Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋，与Cu反应的Fe3+物质的量为0.5-2x，从而求出参加反应的Cu的物质的量为0.25-x。依据质量守恒，可得出下列关系式：56x+64(0.25-x)=15.2，求出x=0.1mol，所以原固体混合物中铜的质量是18.0g-56x=12.4g。

(2)由反应2Fe3++Fe==3Fe2+和2Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋，可得出n(Fe2+)+ n(Cu2+)= n(Fe)+ n(Cu)反应+ n(Fe3+)=x+(0.25 mol-x)+ 0.5mol=0.75mol。

答案为：12.4；0.75。