题目内容

【题目】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200mL,加入过量BaCl2溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到沉淀28.0g;再另取同样的FeSO4溶液200mL,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8.0g.

(1)写出反应中涉及的化学方程式(至少3个)__、__、__

(2)通过计算,填写下表:

c(H+)

c(SO42﹣)

c(Fe2+、Fe3+)

__

__

__

注:c(Fe2+、Fe3+)表示Fe2+和Fe3+的总的物质的量的浓度

(3)计算原溶液中Fe2+被氧化的百分率__.

【答案】BaCl2+FeSO4=BaSO4↓+FeCl2 FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 0.1mol/L 0.6mol/L 0.5mol/L 20%

【解析】

(1)根据信息写出反应方程式;

(2)根据pH=1可知,溶液中氢离子浓度是0.1mol/L。28.0g沉淀是硫酸钡,物质的量是0.12mol,浓度是=0.6mol/L。8.0g固体是氧化铁,物质的量是0.05mol,所以铁原子的物质的量是0.1mol,因此Fe2+和Fe3+的总的物质的量的浓度是=0.5mol/L;

(3)根据电荷守恒进行计算。

(1)FeSO4溶液200mL,加入过量的BaCl2溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到沉淀27.96g为硫酸钡沉淀,反应化学方程式为:BaCl2+FeSO4=BaSO4↓+FeCl2;再另取同样的FeSO4溶液200mL,向其中加入过量的NaOH溶液,搅拌使其充分反应,反应的化学方程式为:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,待沉淀全部变为红褐色后,反应为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,过滤、洗涤并灼烧所得固体,最终得到固体的质量为8.00g为Fe2O3,反应的化学方程式为:BaCl2+FeSO4=BaSO4↓+FeCl2、 FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O;

(2)由pH=1得c(H+)=0.1molL-1

由SO42-+Ba2+=BaSO4↓得c(SO42-)==0.6molL-1;

因为最终固体物质为Fe2O3,

所以n(Fe2O3)==0.05mol

据铁元素守恒得:

c(Fe2+、Fe3+)==0.5mol/L;

(3)电荷守恒:2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=2c(SO42-),

2c(Fe2+)+3c(Fe3+)=1.1mol/L;

c(Fe2+)、c(Fe3+)=0.5mol/L

c(Fe2+)=0.4mol/L

c(Fe3+)=0.1mol/L

FeSO4溶液中Fe2+被氧化的百分率:=20%;

答:原溶液中Fe2+被氧化的百分率为20%。

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