Question

把50mL 2.0mol/L Fe₂（SO₄）₃溶液和50mL 2.0mol/L H₂SO₄溶液混合（假设混合后溶液的体积等于混合前两溶液的体积之和）．计算：
（1）混合液中Fe₂（SO₄）₃和 H₂SO₄的物质的量；
（2）混合液中SO₄^2-的物质的量浓度；
（3）向溶液中加入8.4g铁粉，经充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：（1）根据n=cV混合溶液中Fe₂（SO₄）₃和H₂SO₄的物质的量；
（2）溶液中硫酸根来源于Fe₂（SO₄）₃与硫酸电离，故 n（SO₄^2-）=3n[Fe₂（SO₄）₃]+n（H₂SO₄），再根据c=

n

V

计算；
（3）向溶液中加入铁粉，因为铁离子的氧化性大于氢离子的氧化性，所以铁先与铁离子反应，反应完了之后，若Fe有剩余，剩余的Fe再与氢离子反应生成氢气，结合方程式进行过量计算解答．

解答： 解：（1）n[Fe₂（SO₄）₃]=0.05L×2.0mol/L=0.1 mol，n（H₂SO₄）=0.05L×2mol/L=0.1mol，
答：混合溶液中Fe₂（SO₄）₃的物质的量浓度0.1mol，H₂SO₄的物质的量为0.1mol；
（2）溶液中硫酸根来源于硫酸铜与硫酸电离，故 n（SO₄^2-）=3n[Fe₂（SO₄）₃]+n（H₂SO₄）=0.3mol+0.1mol=0.4mol，故c（SO₄^2-）=

0.4mol

0.05L+0.05L

=4mol/L，
答：SO₄^2-的物质的量浓度为4mol/L；
（3）溶液中n（Fe³⁺）=0.1mol×2=0.2mol，n（H⁺）=0.1mol×2=0.2mol，
8.4g Fe的物质的量为

8.4g

56g/mol

=0.15mol，
Fe+2  Fe³⁺=3Fe²⁺
0.1mol 0.2mol
故剩余Fe为0.1mol，则：
Fe+2  H⁺=Fe²⁺+H₂↑
0.1mol 0.1mol 0.1mol
剩余的0.1molFe与硫酸恰好反应，生成0.1mol氢气，生成氢气的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
答：标况下生成气体的体积为2.24L．

点评：本题考查物质的量浓度有关计算、混合物计算，难度不大，注意（3）中发生反应先后顺序，进行过量计算解答．