Question

(14分)為測(cè)定一置于空氣中的某硫酸酸化的FeS0₄溶液中Fe²⁺被氧化的百分率，某同學(xué)準(zhǔn)確量取pH=l(忽略Fe²⁺、Fe³⁺的水解)的FeS0₄溶液200mL，加入過(guò)量BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥，得到沉淀28.0g；再另取同樣的FeS0₄溶液200mL，向其中加入過(guò)量NaOH溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，待沉淀全部變?yōu)榧t褐色后，過(guò)濾、洗滌并灼燒所得固體，最終得固體8.0g。
(1)通過(guò)計(jì)算，填寫(xiě)下表：

C(H+)	C(SO42—)	C(Fe2+、Fe3+)

注：c(Fe²⁺、Fe³⁺)表示Fe²⁺和Fe³⁺的總的物質(zhì)的量的濃度
(2)計(jì)算原溶液中Fe²⁺被氧化的百分率。
(3)當(dāng)Fe²⁺部分被氧化時(shí)，試推導(dǎo)c(Fe²⁺、Fe³⁺)與c(H⁺)、c(SO₄^2—)的關(guān)系。

Answer 1

(1)0.1mol/L  0.6mol/L  0.5moL/L       (每空2分)
(2)根據(jù)電荷守恒有：
2·c(Fe²⁺)+3·c(Fe³⁺)+c(H⁺)=2·c(SO₄^2—)
代入(1)中所求數(shù)據(jù)：
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⁺被氧化的百分率為：×100%=20%
(3)若Fe²⁺沒(méi)有被氧化，c(Fe²⁺、Fe³⁺)=c(SO₄^2—)－c(H⁺)
若Fe²⁺全部被氧化，c(Fe²⁺、Fe³⁺)= c(SO₄^2—)－ c(H⁺)
故當(dāng)Fe²⁺部分被氧化時(shí)，c(Fe²⁺、Fe³⁺)與c(H⁺)、c(SO₄^2—)的關(guān)系為：
c(SO₄^2—)－ c(H⁺)> c(Fe²⁺、Fe³⁺)> c(SO₄^2—)－ c(H⁺)

（1）根據(jù)pH＝1可知，溶液中氫離子濃度是0.1mol/L。28.0g沉淀是硫酸鋇，物質(zhì)的量是0.12mol，濃度是0.12mol÷0.2L=0.6mol/L。8.0g固體是氧化鐵，物質(zhì)的量是0.05mol，所以鐵原子的物質(zhì)的量是0.1mol，因此Fe²⁺和Fe³⁺的總的物質(zhì)的量的濃度是0.1mol÷0.2L＝0.5mol/L。
（2）根據(jù)電荷守恒進(jìn)行計(jì)算
（3）可以依據(jù)極值法進(jìn)行計(jì)算