题目内容

15.把2.0mol/L CuSO4溶液和1.0mol/LFe2(SO4)3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于两溶液的体积之和)
(1)溶液中的Fe3+的物质的量浓度为1mol/L,SO42-的物质的量浓度为2.5mol/L.
(2)若取500mL上述混合溶液并向该混合溶液中加入mg的铁粉,经足够长的时间充分反应后,此时,溶液中的Fe2+物质的量浓度等于Fe3+的物质的量浓度,则m=5.6.

分析 (1)1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中Fe3+的物质的量浓度为2mol/L,SO42-的浓度为3mol/L,2.0mol/L CuSO4溶液中SO42-的浓度为2mol/L,根据稀释定律计算;
(2)由于氧化性:Fe3+>Cu2+,加入的Fe先与Fe3+反应,反应后溶液中的Fe2+物质的量浓度等于Fe3+的物质的量浓度,则Cu2+未参加反应,结合Fe+2 Fe3+=3 Fe2+计算.

解答 解:(1)1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中Fe3+的物质的量浓度为2mol/L,SO42-的浓度为3mol/L,2.0mol/L CuSO4溶液中SO42-的浓度为2mol/L,等体积混合后,溶液中的Fe3+的物质的量浓度为2mol/L×$\frac{1}{2}$=1mol/L,设溶液的体积均为1L,混合后溶液中SO42-的物质的量浓度为$\frac{1L×2mol/L+1L×3mol/L}{2L}$=2.5 mol/L,
故答案为:1mol/L;2.5mol/L;
(2)由于氧化性:Fe3+>Cu2+,加入的Fe先与Fe3+反应,反应后溶液中的Fe2+物质的量浓度等于Fe3+的物质的量浓度,则Cu2+未参加反应,500mL混合溶液中Fe3+的物质的量为0.5L×1mol/L=0.5mol,
设加入的Fe为x mol,则:
   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的质量为0.1mol×56g/mol=5.6g,
故答案为:5.6.

点评 本题考查物质的量浓度的有关计算、化学方程式的计算等,注意对物质的量难度公式的理解与灵活运用,(2)中关键是判断反应先后顺序问题.

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