Question

（12分）把2．0 mol/L Fe₂(SO₄)₃溶液和2．0 mol/L H₂SO₄等体积混合（假设混合后溶液的体积等于混合前溶液的体积之和）。计算：(写出计算过程)

（1）混合液中Fe³⁺的物质的量浓度；

（2）混合液中H⁺、SO₄^2—的物质的量浓度；

（3）向溶液中加入足量铁粉，经足够长时间后，铁粉有剩余， 求此时溶液中FeSO₄的物质的量浓度。

（已知加入铁粉时先发生Fe+ Fe₂(SO₄)₃=3Fe SO₄  反应，后发生Fe+ H₂SO₄=Fe SO₄+ H₂）

（4）假设混和后的溶液为2L，加入一定量Fe粉后放出H₂在标准状况下的体积为16．8L，求最终溶液中H⁺物质的量浓度。

Answer

（1）2 mol/L （2）2mol/L 4 mol/L （3）4 mol/L （4）1．25 mol/L

【解析】

试题分析：（1）设两溶液的体积为VL，则混合液中Fe3+的物质的量浓度=2．0 mol/L×2×VL÷2VL=2 mol/L。

（2）混合液中H+物质的量浓度c（H+）=2．0 mol/L×2×VL÷2VL=2 mol•L‾1；

c（SO42‾）=（2．0 mol/L×3×VL+2．0 mol/L×V）÷2VL=4 mol/L。

（3）根据Fe+ Fe2(SO4)3=3Fe SO4

1mol 3mol

2．0Vmol n（FeSO4）

生成的 n（FeSO4）=6Vmol

Fe+ H2SO4 = Fe SO4+ H2

1mol 1mol

2．0Vmol n（FeSO4）

本反应生成的n（FeSO4）=2．0Vmol，则FeSO4的物质的量浓度为：（6Vmol+ 2．0Vmol）÷2VL=4 mol/L。

（4）H2物质的量为：16．8L÷22．4L/mol=0．75mol，根据化学方程式：Fe+2H+=Fe2++H2↑，则消耗的H+为1．5mol，则剩余的H+为：2．0 mol/L×2L—1．5mol=2．5mol，则c（H+）=2．5mol÷2L=1．25 mol/L。

考点：本题考查化学计算。