在500 mL CuSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液中加入21.7 g铁粉，待反应完全后，得到16.8 g残留固体。在滤液中加入400 mL 4 mol·L

题文

在500 mL CuSO₄和Fe₂(SO₄)₃的混合溶液中加入21.7 g铁粉，待反应完全后，得到16.8 g残留固体。在滤液中加入400 mL 4 mol·L^-1的BaCl₂溶液，恰好使溶液中的

完全沉淀。求原混合物中CuSO₄和Fe₂(SO₄)₃的物质的量浓度。

题型：未知 难度：其他题型

答案

c〔Fe₂(SO₄)₃〕="0.25" mol·L^-1，c(CuSO₄)="2.45" mol·L^-1

解析

根椐题意，Fe³⁺全部参加反应，Cu²⁺可能全部参加反应，也可能有剩余。若列方程求解，两种情况都成立，但实际上前一种情况不可能，这给解题造成了错误。用极值法求解，就可避免错误的发生。
n(

)=n(Ba²⁺)="4" mol·L^-1× 0.4 L="1.6" mol
若原溶液溶质全部是CuSO₄，则需铁1.6 mol×56 g·mol^-1="89.6" g
若原溶液溶质全部是Fe₂(SO₄)₃，则需铁(1.6 mol/3)×56 g·mol^-1="29.9" g
因而实际需铁应介于29.9—89.6 g之间。
现加入的铁只有21.7 g，所以残留的16.8 g固体全部是Cu。
加入21.7 g铁，所以残留的固体全为铜。
生成的铜的物质的量：n(Cu)=

="0.262" 5 mol
加入的铁的物质的量：n(Fe)=

="0.387" 5 mol
因Fe³⁺的氧化性大于Cu²⁺，铁粉先与Fe₂(SO₄)₃反应，剩余的Fe再与CuSO₄反应，与Fe₂(SO₄)₃反应的铁为0.387 5 mol-0.262 5 mol="0.125" mol
c〔Fe₂(SO₄)₃〕=

="0.25" mol·L^-1〔1 mol Fe与1 mol Fe₂(SO₄)₃反应〕
n(CuSO₄)="1.6" mol-3n〔Fe₂(SO₄)₃〕="1.6" mol-3×0.125 mol="1.225" mol
c(CuSO₄)=

="2.45" mol·L^-1。

考点

据考高分专家说，试题“在500 mL CuSO4和Fe2(SO.....”主要考查你对 [物质的量 ]考点的理解。

物质的量

物质的量：

物质中含有一定数目粒子集体的物理量。是国际单位制中7个基本物理量之一（7个基本的物理量分别为：长度、质量、时间、电流强度、发光强度、温度、物质的量）符号：n
计算公式：物质的量(n)=粒子数(N)/阿伏加德罗常数(NA) 以物质的量为中心的各种化学常用量间的关系：n=N/NA=m/M=V/Vm=cV=ρV/M

使用物质的量注意事项：

（1）物质的量表示物质所含指定粒子的多少，物质的量是一个整体，不得简化或增添任何字。
（2）物质的量及其单位摩尔的适用范围是微观粒子，因此在使用中应指明粒子的名称。

物质的量的相关解法：

问题探究：

（1）1mol氢这种说法正确吗？如何表示1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子？
答：使用摩尔作单位时，应用化学式（符号）指明离子的种类，1mol氢的说法不正确，因其咩有指明是氢分子还是氢离子、氢原子。1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子分别表示为1molH、1molH₂、1molH⁺。
（2）阿佛加德罗常数和6.02×10²³mol^-1在实际使用上有何区别？
阿佛加德罗常数是一个非常精确的数字，而6.02×10²³mol^-1只是阿佛加德罗常数的一个近似值。在关于概念性描述时要求非常准确，要使用阿佛加德罗常数，而在涉及计算时，则用6.02×10²³mol^-1进行粗略计算。二者关系类似于数学上的圆周率∏与3.14的关系。