Question

將某CuO和銅粉的混合物樣品加入到混有H₂SO₄的Fe₂（SO₄）₃溶液中，樣品完全溶解時，溶液中Fe³⁺，F(xiàn)e²⁺，Cu²⁺，H⁺的量之比為1：4：3：1（不考慮鹽的水解及體積變化），若測得反應后溶液的pH=1，則原溶液中H₂SO₄的物質的量濃度是多少？

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：先根據(jù)溶液的pH計算出溶液中氫離子的濃度，然后根據(jù)電荷守恒及溶液中Fe³⁺，F(xiàn)e²⁺，Cu²⁺，H⁺的量之比計算出溶液中硫酸根離子的濃度，再根據(jù)鐵元素質量守恒計算出鐵離子的物質的濃度及硫酸鐵中硫酸根離子的濃度，最后計算出硫酸的物質的量濃度即可．

解答： 解：溶液的pH=1，則氫離子濃度為：c（H⁺）=0.1mol/L，根據(jù)c=

n

V

可知，物質的量之比等于物質的量濃度之比，則反應后的溶液中c（Fe³⁺）=c（H⁺）=0.1mol/L，c（Fe²⁺）=4c（H⁺）=0.4mol/L，c（Cu²⁺）=3c（H⁺）=0.3mol/L，硫酸根離子的濃度為c（SO₄^2-），根據(jù)電荷守恒可得：3c（Fe³⁺）+c（H⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），由于氫氧根離子濃度很小，可以忽略不計，所以溶液中硫酸根離子濃度為：c（SO₄^2-）=

1

2

[3c（Fe³⁺）+c（H⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）]=

1

2

×[0.1mol/L×3+0.4mol/L×2+0.1mol/L×1+0.3mol/L×2]=0.9mol/L，
根據(jù)鐵元素守恒，總的鐵離子的物質的量濃度為：0.1mol/L+0.4mol/L=0.5mol/L，則原硫酸鐵中硫酸根離子的濃度為：0.5mol/L×

3

2

=0.75mol/L，硫酸的物質的量濃度為：0.9mol/L-0.75mol/L=0.15mol/L，
答：原溶液中H₂SO₄的物質的量濃度為0.15mol/L．

點評：本題考查了有關混合物組成的計算，題目難度中等，注意掌握溶液pH與氫離子濃度的關系，明確電荷守恒、質量守恒定律在化學計算中的應用方法．