Question

把2.0 mol/L Fe₂（SO₄）₃溶液和2.0 mol/L H₂SO₄等體積混合（假設混合后溶液的體積等于混合前溶液的體積之和）．
計算：
（1）混合液中Fe³⁺的物質(zhì)的量濃度；
（2）混合液中H⁺、SO₄^2-的物質(zhì)的量濃度；
（3）向溶液中加入足量鐵粉，經(jīng)足夠長時間后，鐵粉有剩余，求此時溶液中FeSO₄的物質(zhì)的量濃度．
（4）假設混和后的溶液為2L，加入一定量Fe粉后放出H₂在標準狀況下的體積為16.8L，求最終溶液中H⁺物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

解：（1）2.0 mol/L Fe₂（SO₄）₃溶液中Fe³⁺的物質(zhì)的量濃度為4mol/L，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則等體積混合后，溶液中Fe³⁺的物質(zhì)的量濃度c（Fe³⁺）=×4mol/L=2mol/L．
答：溶液中Fe³⁺的物質(zhì)的量濃度為2mol/L；
（2）2.0 mol/L H₂SO₄溶液中H⁺的物質(zhì)的量濃度為4mol/L，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則等體積混合后，溶液中H⁺的物質(zhì)的量濃度c（H⁺）=×4mol/L=2mol/L．
溶液中2c（SO₄^2-）=3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=3×2mol/L+2mol/L=8mol/L，所以c（SO₄^2-）=4mol/L．
答：溶液中H⁺的物質(zhì)的量濃度為2mol/L；SO₄^2-的物質(zhì)的量濃度為4mol/L；
（3）根據(jù)硫酸根守恒c（FeSO₄）=c（SO₄^2-）=4mol/L．
答：溶液中FeSO₄的物質(zhì)的量濃度為4mol/L；
（4）標準狀況下16.8LH₂的物質(zhì)的量為0.75mol，根據(jù)H原子守恒可知溶液中H⁺濃度減小為
=0.75mol/L，最終溶液中H⁺物質(zhì)的量濃度為2mol/L-0.75mol/L=1.25mol/L．
答：最終溶液中H⁺物質(zhì)的量濃度為1.25mol/L．
分析：（1）2.0 mol/L Fe₂（SO₄）₃溶液中Fe³⁺的物質(zhì)的量濃度為4mol/L，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，據(jù)此計算．
（2）2.0 mol/L H₂SO₄溶液中H⁺的物質(zhì)的量濃度為4mol/L，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，據(jù)此計算混合后c（H⁺）；
混合后為Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄的混合溶液，溶液中2c（SO₄^2-）=3c（Fe³⁺）+c（H⁺），據(jù)此計算．
（3）根據(jù)硫酸根守恒c（FeSO₄）=c（SO₄^2-）．
（4）標準狀況下16.8LH₂的物質(zhì)的量為0.75mol，根據(jù)H原子守恒可知溶液中H⁺濃度減小為00.75mol/L，據(jù)此計算．
點評：考查物質(zhì)的量濃度的計算，涉及定義法、稀釋定律、電荷守恒、元素守恒等方法，難度中等，注意守恒思想的運用．