Question

3．將一定量的銅片加入到100mL稀硫酸和硫酸鐵的混合液中，若銅片完全溶解時(shí)（不考慮鹽的水解及溶液體積的變化），溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺三種離子的物質(zhì)的量濃度相等，且測得溶液的pH=1．
（1）原混合液中硫酸鐵的物質(zhì)的量為0.015mol；
（2）反應(yīng)后溶液中SO${\;}_{4}^{2-}$的物質(zhì)的量濃度為0.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應(yīng)：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，可知溶液中Fe²⁺濃度為Cu²⁺的2倍，結(jié)合溶液pH計(jì)算溶液中各離子濃度，再根據(jù)n=cV計(jì)算反應(yīng)后溶液中n（Fe²⁺）、n（Fe³⁺），根據(jù)Fe原子守恒計(jì)算硫酸鐵的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)電荷守恒：2c（SO₄^2-）=2c（Fe²⁺）+3c（Fe³⁺）+2c（Cu²⁺）+c（H⁺）．

解答 解：（1）Cu與硫酸鐵反應(yīng)，與硫酸不反應(yīng)，反應(yīng)后溶液pH=1，
由離子濃度相等，可知反應(yīng)溶液中c（Fe³⁺）=c（Cu²⁺）=c（H⁺）=0.1mol/L，
發(fā)生反應(yīng)：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，可知溶液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺）=0.2mol/L，
則溶液中n（Fe²⁺）+n（Fe³⁺）=0.1L×0.2mol/L+0.1L×0.1mol/L=0.03mol，
根據(jù)Fe原子守恒，F(xiàn)e₂（SO₄）₃的物質(zhì)的量為$\frac{0.03mol}{2}$=0.015mol，
故答案為：0.015；
（2）根據(jù)電荷守恒：2c（SO₄^2-）=2c（Fe²⁺）+3c（Fe³⁺）+2c（Cu²⁺）+c（H⁺）=2×0.2mol/L+3×0.1mol/L+2×0.1mol/L+0.1mol/L，解得c（SO₄^2-）=0.5mol/L，
故答案為：0.5．

點(diǎn)評 本題考查混合物反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算，明確發(fā)生的反應(yīng)即可解得，（2）中注意電荷守恒的應(yīng)用，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算與靈活運(yùn)用知識的能力．