Question

将V₁ L 2.0mol/L CuSO₄溶液和V₂ L 1.0mol/L H₂SO₄溶液混合（不考虑混合溶液的体积变化）．通过必要的计算填空：
（1）向混合溶液中加入足量的铁粉，充分反应后，铁粉有剩余．则c（Fe²⁺）=

 

 mol/L．
（2）在标准状况下，生成的V（H₂）=

 

 L．
（3）若V₁＜V₂，充分反应后溶液的质量会

 

（填“增重、减轻或不变”）

 

 g．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：发生反应Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
（1）加入足量的铁粉，充分反应后，铁粉有剩余，溶液中溶质为FeSO₄，溶液中n（Fe²⁺）=n（FeSO₄），根据硫酸根守恒可知n（FeSO₄）=n（CuSO₄）+n（H₂SO₄），进而计算c（Fe²⁺）；
（2）根据Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑计算生成氢气的体积；
（3）根据差量法计算反应Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑导致溶液质量增重、反应Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu导致溶液质量减轻，据此计算判断解答．

解答： 解：发生反应Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
（1）加入足量的铁粉，充分反应后，铁粉有剩余，溶液中溶质为FeSO₄，根据硫酸根守恒可知n（FeSO₄）=n（CuSO₄）+n（H₂SO₄）=V₁ L×2.0mol/L+V₂ L×1.0mol/L=（2V₁+V₂）mol，溶液中n（Fe²⁺）=n（FeSO₄）=（2V₁+V₂）mol，故c（Fe²⁺）=

(2V1+V2)mol

(V1+V2)L

=

2V1+V2

V1+V2

mol/L，故答案为：

2V1+V2

V1+V2

；
（2）n（H₂SO₄）=V₂ L×1.0mol/L=V₂mol，则：
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1mol          22.4L
V₂mol         V（H₂）
所以，1mol：V₂mol=22.4L：V（H₂），解得V（H₂）=22.4V₂L，
故答案为：22.4V₂；
（3）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑质量增重
    56g  1mol     2g    56g-2g=54g
         V₂mol           a
所以，1mol：V₂mol=54g：a，解得a=54V₂g，
n（CuSO₄）=V₁ L×2.0mol/L=2V₁mol
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu 质量减轻，
   1mol           64g-56g=8g   
  2V₁mol            b
所以，1mol：2V₁mol=8g：b，解得b=16V₁g，
由于V₁＜V₂，则16V₁g＜54V₂g，故溶液质量增重，增重质量为54V₂g-16V₁g=（54V₂-16V₁）g，
故答案为：增重；（54V₂-16V₁）．

点评：本题考查混合物计算、根据方程式计算，属于字母型计算，增大计算难度，注意守恒法与差量法的运用，难度中等．