对一道计算题的分析和探究

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对一道计算题的分析和探究
                 江苏省江阴市南闸中学 衣殿海
[题]在500mlCuSO4和Fe2(SO4)3的混合液中加入21.7g铁粉,待完全反应后,得到16.8g残留固体,在滤液中加入400ml4mol/LBaCl2溶液,恰好使溶液中SO42-完全沉淀,求原溶液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物质的量浓度.
[分析]     
               
n(Fe)<n(SO42-) , 说明加入铁不足.  固体残留物16.8g为Cu , 滤液为FeSO4和CuSO4的混合液
设原溶液含CuSO4为xmol   Fe2(SO4)3为ymol
加入铁的反应:    Fe  +  Fe2(SO4)3 =====3FeSO4
                       y        y           3y
                      Fe  +  CuSO4==== FeSO4  +   Cu
                   0.39-y                         0.39-y
                 
x=1.225
                 y=0.128
           C(CuSO4)=2.45mol/L   C( Fe2(SO4)3)=0.256mol/L
[变式题] 在2LCuSO4和Fe2(SO4)3的混合液中加入30g铁粉,待完全反应后,得到26g残留固体和2L0.25mol/L FeSO4溶液, 求原溶液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物质的量浓度.
[比较]上题Fe不足,本题n(Fe)>n(SO42-),    Fe过量.26g为Cu和Fe的混合物.则可列式:
               
                 解略.
[讨论]设ag铁粉加入xmolCuSO4和ymolFe2(SO4)3的混合液中, 得到bg残留固体, 滤液中有cmolSO42-
(1) ,则Fe不足, 固体残留物b为Cu , 滤液为FeSO4和CuSO4的混合液
                  
(2)  ,则Fe恰好, 固体残留物b为Cu , 滤液为FeSO4 溶液
         
(3)  ,则Fe过量, 固体残留物b为Cu和Fe, 滤液为FeSO4溶液
         
[拓展]由a和b关系求x:y=?  用差量法来分析:
        Fe  +  CuSO4==== FeSO4  +   Cu   差量(64-56=8)
       1mol                                   8
       x                                  b-(a-56y)
          可求出     则a-b=56y-8x
         当a=b时,x:y=7.
         当a>b时x:y<7.
         当a<b时x:y>7
[总结]由n(Fe)与(SO42-)的大小关系,判断Fe是否不足,适量或过量,可确定用哪个守恒式列式.是很好的方法.
                                           2008.3.12