Question

(14分)为测定一置于空气中的某硫酸酸化的FeS0₄溶液中Fe²⁺被氧化的百分率，某同学准确量取pH=l(忽略Fe²⁺、Fe³⁺的水解)的FeS0₄溶液200mL，加入过量BaCl₂溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到沉淀28.0g；再另取同样的FeS0₄溶液200mL，向其中加入过量NaOH溶液，搅拌使其充分反应，待沉淀全部变为红褐色后，过滤、洗涤并灼烧所得固体，最终得固体8.0g。

(1)通过计算，填写下表：

C(H^+)	C(SO4^2—)	C(Fe^2+、Fe^3+)

注：c(Fe²⁺、Fe³⁺)表示Fe²⁺和Fe³⁺的总的物质的量的浓度

(2)计算原溶液中Fe²⁺被氧化的百分率。

(3)当Fe²⁺部分被氧化时，试推导c(Fe²⁺、Fe³⁺)与c(H⁺)、c(SO₄^2—)的关系。

Answer

(1)0.1mol/L  0.6mol/L  0.5moL/L       (每空2分)

(2)根据电荷守恒有：

2·c(Fe2+)+3·c(Fe3+)+c(H+)=2·c(SO42—)

代入(1)中所求数据：

2·c(Fe2+)+3·c(Fe3+)=1.1 mol/L

又c(Fe2+)+c(Fe3+)=0.5mol/L

解得：c(Fe2+)=0.4mo1/L，c(Fe3+)=0.1mol/L

Fe2+被氧化的百分率为：×100%=20%

(3)若Fe2+没有被氧化，c(Fe2+、Fe3+)=c(SO42—)－c(H+)

若Fe2+全部被氧化，c(Fe2+、Fe3+)= c(SO42—)－ c(H+)

故当Fe2+部分被氧化时，c(Fe2+、Fe3+)与c(H+)、c(SO42—)的关系为：

c(SO42—)－ c(H+)> c(Fe2+、Fe3+)> c(SO42—)－ c(H+)

【解析】（1）根据pH＝1可知，溶液中氢离子浓度是0.1mol/L。28.0g沉淀是硫酸钡，物质的量是0.12mol，浓度是0.12mol÷0.2L=0.6mol/L。8.0g固体是氧化铁，物质的量是0.05mol，所以铁原子的物质的量是0.1mol，因此Fe2+和Fe3+的总的物质的量的浓度是0.1mol÷0.2L＝0.5mol/L。

（2）根据电荷守恒进行计算

（3）可以依据极值法进行计算