Question

3．將2.8gFe粉加入到含CuSO₄ 10g的90mL的溶液中，F(xiàn)e粉完全反應．再向反應后的溶液中加水，使溶液的體積為100mL，請計算：
（1）生成FeSO₄的質量是多少？
（2）反應后的溶液或中SO${\;}_{4}^{2-}$的物質的量濃度是多少？
（3）反應后的溶液中Cu²⁺的物質的量濃度是多少？

Answer 1

分析 （1）反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，先進行過量計算，根據(jù)不足量物質計算，據(jù)此解答；
（2）根據(jù)反應中硫酸根離子的物質的量守恒計算；
（3）根據(jù)參加反應的鐵的量求反應消耗的硫酸銅的物質的量，再求出剩余的硫酸銅，即可求出銅離子的物質的量和濃度．

解答 解：（1）設10g硫酸銅完全反應需要Fe的質量為m，則：
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56  160
m   10g
所以m=3.5g＞2.8g，故Fe不足，F(xiàn)e完全反應，
根據(jù)Fe元素守恒：m（FeSO₄）=$\frac{2.8g×152}{56}$=7.6g；
答：生成FeSO₄的質量為7.6g；
（2）反應中硫酸根離子的物質的量不變，則n（SO₄^2-）=n（CuSO₄）=$\frac{10g}{160g/mol}$=0.0625mol，
所以c（SO₄^2-）=$\frac{0.0625mol}{0.1L}$=0.625mol/L；
答：反應后的溶液中SO₄^2-的物質的量濃度是0.625mol/L；
（3）Fe完全反應后，生成Cu的物質的量nmol，則：
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56             1mol
2.8g           nmol
解得n=0.05mol，則溶液中剩余的Cu²⁺的物質的量濃度是$\frac{0.0625mol-0.05mol}{0.1L}$=0.125mol/L；
答：溶液中剩余的Cu²⁺的物質的量濃度是0.125mol/L．

點評 本題考查根據(jù)化學方程式的計算，比較基礎，旨在考查學生對基礎知識的理解掌握，注意過量計算．