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入库时间：2019-12-09
铁粉、铜粉混合物样品11.6 g，逐滴加入2.0 mol·L－1的硫酸溶液，充分反应后剩余固体质量随加入硫酸溶液体积变化如下表：
硫酸溶液/mL
20.0
40.0
60.0
80.0
剩余固体/g
9.36
7.12
4.88
3.20
请回答：
(1)样品中铁与铜的物质的量之比n(Fe)∶n(Cu)＝________。
(2)在反应后的体系中，再加入4.0 mol·L－1的H2O2溶液25.0 mL，并加入足量硫酸溶液。充分反应后溶液中存在的各金属离子的物质的量分别是多少？
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答案
答案 (1)3∶1 (2)Fe3＋0.1 mol Fe2＋0.05 mol Cu2＋0.05 mol
解析 (1)由图表可知，最初20.0 mL稀硫酸溶解的Fe质量为11.6 g－9.36 g＝2.24 g，而从60.0 mL到80.0 mL时溶解的Fe为4.88 g－3.20 g＝1.68 g，说明剩余3.20 g固体全部是Cu，原混合物中Fe的质量为11.6 g－3.20 g＝8.4 g，样品中铁与铜的物质的量之比为n(Fe)∶n(Cu)＝
∶
＝3∶1。(2)在反应后的体系中，再加入4.0 mol·L－1的H2O2溶液25.0 mL，并加入足量硫酸溶液，应先溶解固体Cu，多余的H2O2氧化溶液中的Fe2＋；H2O2的总物质的量为4.0 mol·L－1×0.025 L＝0.1 mol；根据Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O，溶液里的Cu2＋的物质的量为＝0.05 mol，溶解消耗的过氧化氢的物质的量为0.05 mol，再根据2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，可知氧化后溶液里的Fe3＋的物质的量为(0.1 mol－0.05 mol)×2＝0.1 mol，溶液里剩余的Fe2＋的物质的量为－0.1 mol＝0.05 mol。