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Question

将6g的铁粉加入200ml硫酸铁和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后得到200ml，0.5mol/L的硫酸亚铁溶液和5.2g固体沉淀物，求：
①反应后生成cu的质量；
②原硫酸铁溶液的物质的量浓度

Answer 1

（1）2.56g（2）0.1mol/L

解析:

发生反应的化学方程式为：

①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 ②Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

两个反应共生成FeSO4为：0.2L×0.5mol/L=0.1mol

观察两个反应不难发现，若生成同样的FeSO4，②式消耗的铁更多。假设0.1molFeSO4全部为②式产生，则此时消耗的铁将达最大量为a。

Fe ～ FeSO4

1mol 1mol

a 0.1mol

a=0.1mol，即铁为5.6g，则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe，设原溶液的Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为x和y。

Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

X x 3x y y y y

由题意得 3x+y=0.1mol

6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g

解得：x=0.02mol y=0.04mol

则生成铜：0.04mol×64g/mol=2.56g

原Fe2(SO4)3和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L

解析:

在Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中投入铁粉后，Fe3+和Cu2+均可与铁发生反应，但由于氧化性Fe3+>Cu2+，所以Fe应首先还原Fe3+，即首先发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，但不可以只发生此反应，原因有二：第一是若只发生此反应则说明铁粉较少，已完全反应无剩余，则不可能有5.2g不溶物；第二，若只发生此反应可依此反应计算出生成的FeSO4为（6g÷56g/mol）×3=0.32mol>0.1mol。通过以上分析，可以看出，Fe在把全部的Fe3+还原后，不发生了还原Cu2+的反应，此时的Fe是否有剩余呢？也就是余5.2g固体中肯定有Cu，是否含Fe呢？这就是此题的关键所在，需通过计算推导确定。

Answer 2

①： Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
64 152
x 5.2g
x=2.2g

②：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
1 3
0.03moI 0.1moI
C=0.03/0.2=0.15moI/L

Answer 3

解：设参与Fe2（SO4）3反应的铁Xmol，参与CuSO4反应的铁Ymol
Fe2（SO4）3＋Fe＝3FeSO4
X 3X
CuSO4＋Fe＝FeSO4＋Cu
Y Y Y Y
3X＋Y＝0.2×0.5＝0.1
6－（X＋Y）56＋64Y＝5.2
X＝0.02 Y＝0.04
反应后生成铜64Y＝0.04×64＝2.56g
Fe2（SO4）3物质的量X＝0.02
Fe2（SO4）3物质的量浓度为0.02÷0.2＝0.1mol/L