Question

將6g純鐵粉加入200mLFe₂(SO₄)₃和CuSO₄的混合溶液中充分反應后得到200mL0.5mol/L的FeSO₄溶液和5.2g固體，求：
（1）反應后生成銅多少克？
（2）加入鐵粉前Fe₂(SO₄)₃物質的量濃度。

Answer 1

（1）2.56g（2）0.1mol/L

發生反應的化學方程式為：
①Fe+Fe₂(SO₄)₃=3FeSO₄       ②Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
兩個反應共生成FeSO₄為：0.2L×0.5mol/L=0.1mol
觀察兩個反應不難發現，若生成同樣的FeSO₄，②式消耗的鐵更多。假設0.1molFeSO₄全部為②式產生，則此時消耗的鐵將達最大量為a。
                 
 Fe   ～     FeSO₄
                  1mol          1mol
                   a           0.1mol
a=0.1mol，即鐵為5.6g，則5.2g固體中含Cu也含剩余的Fe，設原溶液的Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄的物質的量分別為x和y。
Fe+Fe₂(SO₄)₃=3FeSO₄             Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
X    x       3x               y    y   y    y
由題意得  3x+y=0.1mol
         6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g
解得：x="0.02mol            " y=0.04mol
則生成銅：0.04mol×64g/mol=2.56g
原Fe₂(SO₄)₃和物質的量濃度為0.02mol/0.2L=0.1mol/L