Question

為測定一置于空氣中的某硫酸酸化的FeSO₄溶液中Fe²⁺被氧化的百分率，某同學準確量取pH=1(忽略Fe²⁺、Fe³⁺的水解)的FeSO₄溶液200 mL，加入過量BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥，得到沉淀28.0 g；再另取同樣的FeSO₄溶液200 mL，向其中加入過量NaOH溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，待沉淀全部變?yōu)榧t褐色后，過濾、洗滌并灼燒所得固體，最終得固體8.0 g。

（1）通過計算，填寫下表

c（H+）	c（）	c（Fe2+、Fe3+）

注：c（Fe²⁺、Fe³⁺）表示Fe²⁺和Fe³⁺的總的物質(zhì)的量的濃度。

（2）計算原溶液中Fe²⁺被氧化的百分率。

（3）當Fe²⁺部分被氧化時，試推導c(Fe²⁺)、c（Fe³⁺）與c(H⁺)、c()的關(guān)系。

Answer 1

(1)0.1 mol·L^-1  0.6 mol·L^-1  0.5 mol·L^-1

(2)根據(jù)電荷守恒有：

2×c(Fe²⁺)+3×c(Fe³⁺)+c(H⁺)=2×c()

代入(1)中所求數(shù)據(jù)：

2×c(Fe²⁺)+3×c(Fe³⁺)=1.1 mol·L^-1

又c(Fe²⁺)+c(Fe³⁺)=0.5 mol·L^-1

解得：c(Fe²⁺)=0.4 mol·L^-1，c(Fe³⁺)=0.1 mol·L^-1

Fe²⁺被氧化的百分率為：×100%=20%。

(3)若Fe²⁺沒有被氧化：c(Fe²⁺)=c()-c(H⁺)

若Fe²⁺全部被氧化：c(Fe³⁺)=c()-c(H⁺)

故當Fe²⁺部分被氧化時：

［c()-c(H⁺)］＞c(Fe²⁺)=c(Fe³⁺)＞［c()-c(H⁺)］