Question

把1.0mol/L CuSO₄溶液100mL和2.0mol/L H₂SO₄溶液100mL混合（假設(shè)混合后溶液的體積等于混合前兩種溶液的體積之和）．
（1）混合溶液中H⁺、Cu²⁺、SO₄^2-的物質(zhì)的量濃度：c（H⁺）=

 

；c（Cu²⁺）=

 

；c（SO₄^2-）=

 

；
（2）向溶液中加入足量鐵粉，經(jīng)足夠長的時間后，鐵粉有剩余，過濾，計算此時濾液中的Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度以及生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積；
（3）取100mL該濾液，向其中加入適量硝酸，再加入足量氫氧化鈉溶液，有紅褐色沉淀生成．過濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再變化，得到紅棕色的殘渣．寫出沉淀和殘渣的化學(xué)式，并計算殘渣的質(zhì)量（不計操作帶來的損失）．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：（1）根據(jù)n=cV計算n（CuSO₄）、n（H₂SO₄），混合后體積為0.2L，結(jié)合c=

n

V

計算各離子的濃度；
（2）加入過量鐵粉，分別發(fā)生Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑，結(jié)合反應(yīng)的離子方程式計算；
（3）加入氫氧化鈉生成氫氧化鐵，加熱分解可生成氧化鐵，根據(jù)濾液中的Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度可計算100mL濾液中Fe²⁺的物質(zhì)的量，可計算生成氧化鐵的質(zhì)量．

解答： 解：（1）n（CuSO₄）=1mol/L×0.1L=0.1mol，n（H₂SO₄）=2.0mol/L×0.1L=0.2mol，
混合后溶液體積為0.2L，
則c（H⁺）=

0.2mol×2

0.2L

=2mol/L，c（Cu²⁺）=

0.1mol

0.2L

=0.5mol/L，c（SO₄^2-）=

0.1mol+0.2mol

0.2L

=1.5mol/L，
故答案為：2mol/L；0.5mol/L；1.5mol/L；
（2）把1.0mol/L CuSO₄溶液100mL和2.0mol/L H₂SO₄溶液100mL混合，n（Cu²⁺）=1mol/L×0.1L=0.1mol，n（H⁺）=2.0mol/L×0.1L×2=0.4mol，
向溶液中加入足量鐵粉，分別發(fā)生
Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，
   0.1mol  0.1mol
  2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑，
0.4mol 0.2mol 0.2mol
c（Fe²⁺）=

0.1mol+0.2mol

0.2L

=1.5mol/L，
V（H₂）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：濾液中的Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度為1.5mol/L，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L；
（3）取100mL該濾液，n（Fe²⁺）=0.1L×1.5mol/L=0.15mol，向其中加入適量硝酸，被氧化生成Fe³⁺，再加入足量氫氧化鈉溶液，可生成紅褐色的Fe（OH）₃，加熱分解可生成Fe₂O₃，
且n（Fe₂O₃）=

1

2

n（Fe²⁺）=0.075mol，
m（Fe₂O₃）=0.075mol×160g/mol=12g，
答：沉淀為Fe（OH）₃，殘渣為Fe₂O₃，殘渣的質(zhì)量為12g．

點評：本題考查混合物的計算，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，題目注意把握相關(guān)反應(yīng)的方程式，根據(jù)方程式計算，難度不大．