铁和硫酸和硫酸铜,哪个先反应
从高中角度来看,Fe应先与Cu2+,因为Cu2+较H+氧化性强.
但到了大学你就会知道,物质氧化性与其浓度有关,而发生氧化还原反应的先后不仅由其反应物本身的氧化性或还原性决定,更于反应速率有很大的关系,比如含0.1mol/L的Cu2+和10mol/L的H+,Cu2+由于反应的活性低(即:活化能高.反应的分子需要具有一定的能量才能进行反应,活化能就是该能量的最低限度),所以反应速率远不及H+(另外H+因体积小易于迁移,其反应的速率常数比较高),所以就算将Fe置于等浓度的Cu2+与H+中,Fe总与它们都反应,这是一个事实,你也可以自己去实验.
而溶液中的H2不能置换Cu2+,Hg2+等,是与活化能有密切关系,因为H-H的键能较大(我记不清了,你可以自己去查一下),所以需要将H2活化的能量就很大,因而在某温度下被活化的分子就很少,能反应的也就很少了甚至会看不出反应现象,因此H2难以与Cu2+等离子反应,就如H2与O2常温难以反应一样,但在H2与O2以2:1的混合气体中加入Pd粉就会剧烈反应而爆炸,因为Pd降低了H2与O2反应的活化能,从而使得H2能够与O2顺利反应.
生锈的铁含有铁和三氧化二铁。铁与硫酸反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2(上升符号)。铁与硫酸铜反应:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。三氧化二铁与硫酸反应:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,三氧化二铁与硫酸铜不反应。
之后就能知道产生这么多氢气是消耗铁的质量,这个你自己求吧,现设为a。然后也能求出硫酸的质量了。 铁总共减少1.2克,则与硫酸铜反应的铁质量为1.2-a,在由它求出硫酸铜的质量,之后分别求出二者的摩尔质量,浓度不就求出来了吗
两个方程式应该知道吧!
但若放置时间久了FeSO4会被O2氧化成Fe2(SO4)3(绿色溶液变为黄色溶液)
硫酸铁、硫酸亚铁常温下都是固态
首先判断氧化性强弱
(1)Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
(2)Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑
反应(1)和(2)都是氧化还原反应,根据氧化还原的顺序可知:氧化性越强,越容易被还原剂还原,就是说还原剂会优先和氧化性强的物质反应;
同样,还原性越强,越容易被氧化剂氧化,氧化剂优先和还原性强的物质反应。因为铜的金属活泼型排在(H)后面,可知Cu单质的还原性比H2的还原性弱,则Cu^2+氧化性比H+强。
如果判断不清这点,我们可以想象一下,假如Fe优先置换出H2气,如果H2气不跑走,则根据金属性越强的金属会置换出活泼型更弱的金属,产物H2气还会把Cu^2+置换成Cu,氢气又变回了H+,相当于H2气没有被置换出来。
所以, 铁优先和硫酸铜反应,再和硫酸反应。
以后遇到这类竞争反应都可以这样去考虑:先假设可以发生该反应,然后看这个反应的产物会不会和其他反应物反应又变回来,如果是,则该反应就不能优先发生。
1.氧化铁和硫酸反应
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
2.铁锈反应完后,根据氧化性强弱,铁首先和和硫酸铁反应
未生锈的部分和硫酸铁反应
Fe+Fe2(SO4)3==3FeSO4
然后多余的铁盒硫酸铜反应
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
然后若还有多余,再和硫酸反应。
置换出的铜和硫酸铁反应
Fe+H2SO4==FeSO4+H2,直至铁消耗完或剩余。