Question

0.6mol/L的Fe₂（SO₄）₃和1.2mol/L的CuSO₄的混合溶液200mL，加入一定量铁粉充分反应后，测得溶液中Fe²⁺与Cu²⁺物质的量之比为2：1，则加入铁粉的物质的量为

A．0.16 mol       B．0.22mol      C．0.30mol      D．0.48mol

Answer

【解析】

试题分析：溶液中铁离子物质的量为0.2L×0.6mol/L×2=0.24mol，铜离子的物质的量是0.2L×1.2mol/L=0.24mol，由于氧化性Fe3+＞Cu2++，所以首先发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，若铁离子完全反应，Cu2+不反应，由方程式可知，则生成亚铁离子是0.24mol×3/2=0.36mol，此时溶液中Fe2+与Cu2+物质的量之比为0.36mol：0.24mol=3：2，实际溶液中Fe2+与Cu2+物质的量之比为2：1，说明铁单质也和铜离子反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu，此时溶液中溶质为硫酸亚铁与硫酸铜，根据电荷守恒n（Fe2+）+n（Cu2+）=n（SO42-），溶液中n（SO42-）=0.2L×0.6mol/L×3+0.2L×1.2mol/L=0.6mol，Fe2+与Cu2+物质的量之比为2：1，故n（Fe2+）+n（Fe2+）/2=n（SO42-）=0.6mol，所以n（Fe2+）=0.4mol，根据铁元素守恒，加入铁粉的物质的量n（Fe）=n（Fe2+）-n（Fe3+）=0.4mol-0.24ml=0.16mol，答案为A。

【考点定位】：有关混合物的计算

【名师点晴】溶液中铁离子和铜离子的物质的量分别都是0.24mol．由于氧化性Fe3+＞Cu2++，所以首先发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，若铁离子完全反应，Cu2+不反应，则生成亚铁离子是0.36mol，此时溶液中Fe2+与Cu2+物质的量之比为3：2，实际溶液中Fe2+与Cu2+物质的量之比为2：1，说明铁单质也和铜离子反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu，溶液中溶质为硫酸亚铁与硫酸铜，根据电荷守恒n（Fe2+）+n（Cu2+）=n（SO42-），根据n=cV计算n（SO42-），据此计算反应后溶液中n（Fe2+），根据铁元素守恒，n（Fe）=n（Fe2+）-n（Fe3+），据此解答。