Question

15．把2.0mol/L CuSO₄溶液和1.0mol/LFe₂（SO₄）₃溶液等體積混合（假設混合溶液的體積等于兩溶液的體積之和）
（1）溶液中的Fe³⁺的物質的量濃度為1mol/L，SO₄^2-的物質的量濃度為2.5mol/L．
（2）若取500mL上述混合溶液并向該混合溶液中加入mg的鐵粉，經足夠長的時間充分反應后，此時，溶液中的Fe²⁺物質的量濃度等于Fe³⁺的物質的量濃度，則m=5.6．

Answer 1

分析 （1）1.0 mol/L Fe₂（SO₄）₃溶液中Fe³⁺的物質的量濃度為2mol/L，SO₄^2-的濃度為3mol/L，2.0mol/L CuSO₄溶液中SO₄^2-的濃度為2mol/L，根據稀釋定律計算；
（2）由于氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺，加入的Fe先與Fe³⁺反應，反應后溶液中的Fe²⁺物質的量濃度等于Fe³⁺的物質的量濃度，則Cu²⁺未參加反應，結合Fe+2 Fe³⁺=3 Fe²⁺計算．

解答 解：（1）1.0 mol/L Fe₂（SO₄）₃溶液中Fe³⁺的物質的量濃度為2mol/L，SO₄^2-的濃度為3mol/L，2.0mol/L CuSO₄溶液中SO₄^2-的濃度為2mol/L，等體積混合后，溶液中的Fe³⁺的物質的量濃度為2mol/L×$\frac{1}{2}$=1mol/L，設溶液的體積均為1L，混合后溶液中SO₄^2-的物質的量濃度為$\frac{1L×2mol/L+1L×3mol/L}{2L}$=2.5 mol/L，
故答案為：1mol/L；2.5mol/L；
（2）由于氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺，加入的Fe先與Fe³⁺反應，反應后溶液中的Fe²⁺物質的量濃度等于Fe³⁺的物質的量濃度，則Cu²⁺未參加反應，500mL混合溶液中Fe³⁺的物質的量為0.5L×1mol/L=0.5mol，
設加入的Fe為x mol，則：
   Fe+2 Fe³⁺=3 Fe²⁺
x mol  2x mol   3x mol
所以：3x=0.5-2x
解得x=0.1
故加入Fe的質量為0.1mol×56g/mol=5.6g，
故答案為：5.6．

點評 本題考查物質的量濃度的有關計算、化學方程式的計算等，注意對物質的量難度公式的理解與靈活運用，（2）中關鍵是判斷反應先后順序問題．