Question

4．把2.0mol/LCuSO₄溶液和1.0mol/LH₂SO₄溶液等体积混合（假设混合后溶液的体积等于两种溶液体积之和）．计算
（1）混合溶液中CuSO₄的物质的量浓度为多少？
（2）混合溶液中H⁺、SO₄^2-的物质的量浓度为多少？
（3）向溶液中加入足量铁粉，经足够长的时间后，铁粉有剩余．此时溶液中Fe²⁺的物质的量浓度为多少？

Answer 1

分析 （1）根据稀释定律，稀释前后溶质的物质的量不变，据此计算混合溶液中CuSO₄物质的量浓度；
（2）混合后溶液中c（H⁺）=2c（H₂SO₄）；溶液中硫酸根来源于硫酸铜与硫酸电离，故 c（SO₄^2-）=c（CuSO₄）+c（H₂SO₄）；
（3）向溶液中加入铁粉，经过足够长的时间，铁粉有剩余，则硫酸铜、硫酸都完全反应，此时溶液中溶质为FeSO₄，故c（Fe²⁺）=c（SO₄^2-）．

解答 解：（1）把2.0mol•L^-1CuSO₄和1.0mol•L^-1H₂SO₄溶液等体积混合，根据稀释定律，稀释前后溶质的物质的量不变，则混合后溶液中c（CuSO₄）=$\frac{1}{2}$×2.0mol/L=1.0 mol/L，c（H₂SO₄）=$\frac{1}{2}$×1.0mol/L=0.5mol/L，
答：混合溶液中CuSO₄的物质的量浓度为1.0 mol/L；
（2）混合后溶液中c（H⁺）=2c（H₂SO₄）=2×0.5mol/L=1mol/L，溶液中硫酸根来源于硫酸铜与硫酸电离，故c（SO₄^2-）=c（CuSO₄）+c（H₂SO₄）=1mol/L+0.5mol/L=1.5mol/L，
答：混合溶液中H⁺、SO₄^2-的物质的量浓度分别为1mol/L，1.5mol/L；
（3）向溶液中加入铁粉，经过足够长的时间，铁粉有剩余，则硫酸铜、硫酸都完全反应，此时溶液中溶质为FeSO₄，故c（Fe²⁺）=c（SO₄^2-）=1.5mol/L，
答：此时溶液中Fe²⁺的物质的量浓度为1.5mol/L．

点评 本题考查物质的量浓度的有关计算，比较基础，注意对公式的理解与灵活运用，注意理解稀释定律．