Question

將V₁ L 2.0mol/L CuSO₄溶液和V₂ L 1.0mol/L H₂SO₄溶液混合（不考慮混合溶液的體積變化）．通過必要的計算填空：
（1）向混合溶液中加入足量的鐵粉，充分反應后，鐵粉有剩余．則c（Fe²⁺）=

 

 mol/L．
（2）在標準狀況下，生成的V（H₂）=

 

 L．
（3）若V₁＜V₂，充分反應后溶液的質(zhì)量會

 

（填“增重、減輕或不變”）

 

 g．

Answer 1

考點：化學方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：發(fā)生反應Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
（1）加入足量的鐵粉，充分反應后，鐵粉有剩余，溶液中溶質(zhì)為FeSO₄，溶液中n（Fe²⁺）=n（FeSO₄），根據(jù)硫酸根守恒可知n（FeSO₄）=n（CuSO₄）+n（H₂SO₄），進而計算c（Fe²⁺）；
（2）根據(jù)Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑計算生成氫氣的體積；
（3）根據(jù)差量法計算反應Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑導致溶液質(zhì)量增重、反應Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu導致溶液質(zhì)量減輕，據(jù)此計算判斷解答．

解答： 解：發(fā)生反應Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
（1）加入足量的鐵粉，充分反應后，鐵粉有剩余，溶液中溶質(zhì)為FeSO₄，根據(jù)硫酸根守恒可知n（FeSO₄）=n（CuSO₄）+n（H₂SO₄）=V₁ L×2.0mol/L+V₂ L×1.0mol/L=（2V₁+V₂）mol，溶液中n（Fe²⁺）=n（FeSO₄）=（2V₁+V₂）mol，故c（Fe²⁺）=

(2V1+V2)mol

(V1+V2)L

=

2V1+V2

V1+V2

mol/L，故答案為：

2V1+V2

V1+V2

；
（2）n（H₂SO₄）=V₂ L×1.0mol/L=V₂mol，則：
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1mol          22.4L
V₂mol         V（H₂）
所以，1mol：V₂mol=22.4L：V（H₂），解得V（H₂）=22.4V₂L，
故答案為：22.4V₂；
（3）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑質(zhì)量增重
    56g  1mol     2g    56g-2g=54g
         V₂mol           a
所以，1mol：V₂mol=54g：a，解得a=54V₂g，
n（CuSO₄）=V₁ L×2.0mol/L=2V₁mol
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu 質(zhì)量減輕，
   1mol           64g-56g=8g   
  2V₁mol            b
所以，1mol：2V₁mol=8g：b，解得b=16V₁g，
由于V₁＜V₂，則16V₁g＜54V₂g，故溶液質(zhì)量增重，增重質(zhì)量為54V₂g-16V₁g=（54V₂-16V₁）g，
故答案為：增重；（54V₂-16V₁）．

點評：本題考查混合物計算、根據(jù)方程式計算，屬于字母型計算，增大計算難度，注意守恒法與差量法的運用，難度中等．