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(yīng)后溶液的pH=1，則原溶液中H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度是多少？

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)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(zhì)量守恒計算出鐵離子的物質(zhì)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(zhì)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(zhì)的量之比等于物質(zhì)的量濃度之比，則反應(yīng)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(zhì)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(zhì)的量濃度為：0.9mol/L-0.75mol/L=0.15mol/L，
答：原溶液中H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為0.15mol/L．

點(diǎn)評：本題考查了有關(guān)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(guān)系，明確電荷守恒、質(zhì)量守恒定律在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法．