Question

为测定一置于空气中的某硫酸酸化的FeSO₄溶液中Fe²⁺被氧化的百分率，某同学准确量取pH=1(忽略Fe²⁺、Fe³⁺的水解)的FeSO₄溶液200 mL，加入过量BaCl₂溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到沉淀28.0 g；再另取同样的FeSO₄溶液200 mL，向其中加入过量NaOH溶液，搅拌使其充分反应，待沉淀全部变为红褐色后，过滤、洗涤并灼烧所得固体，最终得固体8.0 g。

（1）通过计算，填写下表

c（H+）	c（）	c（Fe2+、Fe3+）

注：c（Fe²⁺、Fe³⁺）表示Fe²⁺和Fe³⁺的总的物质的量的浓度。

（2）计算原溶液中Fe²⁺被氧化的百分率。

（3）当Fe²⁺部分被氧化时，试推导c(Fe²⁺)、c（Fe³⁺）与c(H⁺)、c()的关系。

Answer 1

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

(2)根据电荷守恒有：

2×c(Fe²⁺)+3×c(Fe³⁺)+c(H⁺)=2×c()

代入(1)中所求数据：

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⁺被氧化的百分率为：×100%=20%。

(3)若Fe²⁺没有被氧化：c(Fe²⁺)=c()-c(H⁺)

若Fe²⁺全部被氧化：c(Fe³⁺)=c()-c(H⁺)

故当Fe²⁺部分被氧化时：

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