向混合物中加入稀硫酸的化学过程
向5.2g由Fe3O4、Fe2O3和Cu组成的混合物中加入0.5mol•L-1的稀硫酸，是一个涉及复杂氧化还原反应和离子反应的过程。稀硫酸作为一种非氧化性酸，会优先与混合物中的碱性氧化物反应。Fe3O4可视为FeO•Fe2O3，其中的FeO部分能与稀硫酸反应生成FeSO4和水，而Fe2O3部分则生成Fe2(SO4)3和水。金属铜在稀硫酸中通常不溶解，因为铜的金属活动性顺序位于氢之后。因此，初始阶段，稀硫酸主要溶解铁的氧化物，生成含有Fe²⁺和Fe³⁺的混合溶液。
反应体系中的关键氧化还原反应
反应体系的关键在于生成的Fe³⁺具有氧化性。溶液中的Fe³⁺离子会与混合物中不溶于稀硫酸的单质铜发生氧化还原反应：2Fe³⁺ + Cu = 2Fe²⁺ + Cu²⁺。这个反应使得原本不溶的铜逐渐溶解，进入溶液成为Cu²⁺离子。因此，最终得到的溶液是FeSO4、Fe2(SO4)3（部分被还原）和CuSO4的混合溶液，而固体混合物则可能被完全溶解，具体取决于稀硫酸的加入量以及各组分的比例。整个过程中，溶液的离子组成和颜色会发生动态变化，从最初的棕黄色（富含Fe³⁺）可能逐渐变为蓝绿色（含有Fe²⁺和Cu²⁺）。
实验分析与应用意义
此类反应在化学分析中具有重要意义。通过精确控制加入的稀硫酸的体积，并监测反应过程中气体产生、固体质量变化或溶液电位的变化，可以间接测定混合物中各成分的质量分数。例如，若反应完全后无固体剩余，则说明铜已全部被Fe³⁺溶解；若有固体剩余，则可能是铜过量或酸量不足。理解每一步的化学反应原理，对于处理复杂混合物体系、金属回收和湿法冶金等实际工业应用提供了基础的理论模型。
