Question

2．鐵粉、銅粉混合物樣品11.6g，逐步加入2.0mol/L，的硫酸溶液，充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量隨加入硫酸溶液體積變化如表：

硫酸溶液/mL	20.0	40.0	60.0	80.0
剩余固體/g	9.36	7.12	4.88	3.20

請回答：
（1）樣品中鐵與銅的物質(zhì)的量之比n（Fe）：n（Cu）=3：1．
（2）在反應(yīng)后的體系中，再加入4.0mol/L的H₂O₂溶液25.0mL，并加入足量硫酸溶液．充分反應(yīng)后溶液中存在的各金屬離子的物質(zhì)的量分別是多少？

Answer 1

分析 （1）鐵和銅只有鐵與稀硫酸反應(yīng)，而銅與稀硫酸不反應(yīng)，20ml的硫酸溶液鐵的質(zhì)量為2.24g，所以當(dāng)硫酸的體積為60ml到80ml時消耗鐵的質(zhì)量為：4.88-3.20=1.68＜2.24g，所以剩余固體3.20g為銅，由此分析解答；
（2）加入4.0mol/L的H₂O₂溶液，首先與單質(zhì)銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，然后與亞鐵離子反應(yīng)，結(jié)合相關(guān)量分析解答．

解答 解：（1）鐵和銅只有鐵與稀硫酸反應(yīng)，而銅與稀硫酸不反應(yīng)，20ml的硫酸溶液鐵的質(zhì)量為2.24g，所以當(dāng)硫酸的體積為60ml到80ml時消耗鐵的質(zhì)量為：4.88-3.20=1.68＜2.24g，所以剩余固體3.20g為銅，鐵與銅的物質(zhì)的量之比n（Fe）：n（Cu）=$\frac{11.6-3.2}{56}：\frac{3.2}{64}$=3：1，
故答案為：3：1；
（2）4.0mol/L的H₂O₂溶液25.0mL的物質(zhì)的量為：0.1mol，得電子的物質(zhì)的量為0.1×2=0.2mol，而0.05mol的銅失電子的物質(zhì)的量為0.05×2=0.1mol，生成0.05molCu²⁺，同時有0.1mol的亞鐵被氧化生成0.1mol的鐵離子，則亞鐵離子的物質(zhì)的量為0.05mol，
答：充分反應(yīng)后溶液中存在的各金屬離子的物質(zhì)的量分別是Fe³⁺為0.1mol，F(xiàn)e²⁺為0.05mol，Cu²⁺為0.05mol．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)方程式進(jìn)行計算和推斷的能力，同時考查了分析數(shù)據(jù)的能力，計算時要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．