Question

15．在500mL溶质为feCl₃、HCl、CuSO₄的混合溶液中．加入足量的铁粉充分反应后，溶液质量增加了mg，此时溶液中Fe²⁺的物质的量与原混合溶液中Cu²⁺的物质的量之比为2：1，则原混合溶液中SO₄^2-与Cl^-的物质的量浓度之比是1：2．

Answer 1

分析 加入足量铁粉，则溶液中FeCl₃、HCl、CuSO₄完全反应生成FeCl₂、FeSO₄，反应后溶液中Fe²⁺的物质的量与原混合溶液中Cu²⁺的物质的量之比为2：1，设Cu²⁺的物质的量为n，则反应后溶液中Fe²⁺的物质的量为2n，根据反应Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺可知，反应后生成的FeSO₄的物质的量为n，则原溶液中硫酸根离子的物质的量为n；原溶液中FeCl₃、HCl与Fe完全反应生成的FeCl₂的物质的量为n，根据质量守恒可知Cl^-的物质的量为：n（Cl^-）=2n（FeCl₂）=2n，再根据在同一溶液中c（SO₄^2-）：c（Cl^-）=n（SO₄^2-）：n（Cl^-）计算出原混合溶液中SO₄^2-与Cl^-的物质的量浓度之比．

解答 解：加入的铁粉足量，则溶液中FeCl₃、HCl、CuSO₄完全反应生成FeCl₂、FeSO₄，
反应后溶液中Fe²⁺的物质的量与原混合溶液中Cu²⁺的物质的量之比为2：1，设Cu²⁺的物质的量为n，则反应后溶液中Fe²⁺的物质的量为2n，
根据反应Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺可知，反应后生成的FeSO₄的物质的量为n，则硫酸根离子的物质的量为n，
原溶液中FeCl₃、HCl与Fe完全反应生成的FeCl₂的物质的量为n，根据质量守恒可知Cl^-的物质的量为：n（Cl^-）=2n（FeCl₂）=2n，
由于在同一溶液中，则原溶液c（SO₄^2-）：c（Cl^-）=n（SO₄^2-）：n（Cl^-）=n：2n=1：2，
故答案为：1：2．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的化学计算能力．