称取4.00g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0mL2.00mol·L^-1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04g。请计算：

（1）加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量_________________。

（2）固体混合物中氧化铜的质量_________________。

答案

【答案】    (1). 0.100mol    (2). 2.40g

【解析】

【分析】

过程发生的反应：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，Fe₂O₃ +3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O，Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，Fe+ Fe₂(SO₄)₃=3 FeSO₄，所得固体为置换出的铜和剩余的铁的混合物，以此解答。

【详解】（1）过程发生的反应：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，Fe₂O₃ +3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O，Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，Fe+ Fe₂(SO₄)₃=3 FeSO₄，

加入铁粉充分反应后，溶液中溶质是硫酸亚铁，根据硫酸根守恒，得到硫酸亚铁的物质的量n=0.05L×2.00mol/L=0.100mol；

故答案为：0.100mol；

（2）根据（1）的结果，充分反应后，溶液中含铁元素n(Fe)=n(FeSO₄)=0.100mol，质量m=0.1000mol56g/mol=5.60g，等于加入的铁粉的质量，说明3.04g固体中含有氧化铜中的铜及剩余铁的质量，这些铁的质量恰好等于氧化铁中铁元素的质量，

设氧化铜xmol，氧化铁ymol，则有：

80x+160y=4.00，64x+112y=3.04，解得x=0.03，y=0.01，

氧化铜的质量是0.03mol×80g/mol=2.40g，

故答案为：2.40g。

【点睛】本题运算有些繁琐，解答要运用元素守恒突破难点，首先是硫元素守恒，加入的硫酸中硫酸根离子的物质的量等于硫酸亚铁的物质的量；其次是铁元素的守恒，氧化铁中的铁元素与加入铁粉的铁元素质量之和等于溶液中含有的铁元素与固体中剩余铁的质量之和相等，注意到硫酸亚铁含有的铁元素质量等于加入的铁粉的质量，则可确定所得固体中除铜之外，还含有铁，且其质量恰好为氧化铁中所含铁的质量。