Question

18．有關物質的量的計算是高中化學定量分析的基礎：
（1）200ml Fe₂（SO₄）₃溶液中含F(xiàn)e³⁺56g，溶液中SO₄^2-的物質的量濃度是7.5mol/L
（2）同溫同壓下，容器A中HCl與容器B中NH₃所含原子數(shù)相等，容器A與容器B的體積之比是2：1
（3）某小組將鐵屑放入一定濃度的硫酸中并不斷攪拌，即可制得硫酸亞鐵溶液．現(xiàn)欲將5.6gFe完全溶解，加水后得200mL溶液．請計算（寫出計算過程）：
①生成的氣體在標準狀況下的體積．
②所得硫酸亞鐵溶液的物質的量濃度．
③取100mL上述硫酸亞鐵溶液，加水稀釋至0.1mol/L，求稀釋后硫酸亞鐵溶液的體積．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學式Fe₂（SO₄）₃可知，溶液中n（SO₄^2-）=$\frac{3}{2}$n（Fe³⁺），根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算56gFe³⁺的物質的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算溶液中SO₄^2-的物質的量濃度；
（2）同溫同壓下，氣體的V_m相等，容器A中HCl與容器B中NH₃所含原子數(shù)相等，則分子數(shù)之比為2；1，結合n=$\frac{N}{{N}_{A}}$=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算；
（3）依據(jù)方程式計算生成氫氣的物質的量，然后轉化為標況下體積；計算消耗的硫酸的物質的量，依據(jù)C=$\frac{n}{V}$計算硫酸的物質的量濃度；稀釋前后溶質的物質的量不變．

解答 解：（1）56gFe³⁺的物質的量為$\frac{56g}{56g/mol}$=1mol，溶液中n（SO₄^2-）=$\frac{3}{2}$n（Fe³⁺）=$\frac{3}{2}$×1mol=1.5mol，所以溶液中SO₄^2-的物質的量濃度$\frac{1.5mol}{0.2L}$=7.5mol/L，故答案為：7.5mol/L；
（2）同溫同壓下，氣體的V_m相等，容器A中HCl與容器B中NH₃所含原子數(shù)相等，則分子數(shù)之比為2；1，由n=$\frac{N}{{N}_{A}}$=$\frac{V}{{V}_{m}}$可知，氣體的體積之比等于氣體的物質的量之比，為2：1，故答案為：2：1；
（3）Fe的物質的量為$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
 1          1    1
0.1mol n（FeSO₄） n（H₂）
解得：n（FeSO₄）=n（H₂）=0.1mol；
生成氫氣在標準狀況下的體積V=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
FeSO₄的物質的量濃度C=$\frac{0.1mol}{0.2L}$=0.5mol/L；
設稀釋后體積為V，根據(jù)稀釋前后溶質的物質的量不變，得0.5mol/L×100mL=0.1mol/L×V，解之得V=500mL，
故答案為：①生成的氣體在標準狀況下的體積為：2.24L；②所得硫酸亞鐵溶液的物質的量濃度為0.5 mol/L；  ③稀釋后硫酸亞鐵溶液的體積500mL．

點評 本題考查了有關方程式的計算及相關物質的量的計算，難度不大，（1）根據(jù)化學式判斷鐵離子與硫酸根的關系是解題關鍵．