题目内容
把1.0mol/L CuSO4溶液100mL和2.0mol/L H2SO4溶液100mL混合（假设混合后溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和）．
（1）混合溶液中H+、Cu2+、SO42-的物质的量浓度：c（H+）= ；c（Cu2+）= ；c（SO42-）= ；
（2）向溶液中加入足量铁粉，经足够长的时间后，铁粉有剩余，过滤，计算此时滤液中的Fe2+的物质的量浓度以及生成的气体在标准状况下的体积；
（3）取100mL该滤液，向其中加入适量硝酸，再加入足量氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成．过滤，加热沉淀物至质量不再变化，得到红棕色的残渣．写出沉淀和残渣的化学式，并计算残渣的质量（不计操作带来的损失）．
（1）混合溶液中H+、Cu2+、SO42-的物质的量浓度：c（H+）=
（2）向溶液中加入足量铁粉，经足够长的时间后，铁粉有剩余，过滤，计算此时滤液中的Fe2+的物质的量浓度以及生成的气体在标准状况下的体积；
（3）取100mL该滤液，向其中加入适量硝酸，再加入足量氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成．过滤，加热沉淀物至质量不再变化，得到红棕色的残渣．写出沉淀和残渣的化学式，并计算残渣的质量（不计操作带来的损失）．
考点：有关混合物反应的计算
专题：计算题
分析：（1）根据n=cV计算n（CuSO4）、n（H2SO4），混合后体积为0.2L，结合c=
计算各离子的浓度；
（2）加入过量铁粉，分别发生Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，2H++Fe=Fe2++H2↑，结合反应的离子方程式计算；
（3）加入氢氧化钠生成氢氧化铁，加热分解可生成氧化铁，根据滤液中的Fe2+的物质的量浓度可计算100mL滤液中Fe2+的物质的量，可计算生成氧化铁的质量．
| n |
| V |
（2）加入过量铁粉，分别发生Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，2H++Fe=Fe2++H2↑，结合反应的离子方程式计算；
（3）加入氢氧化钠生成氢氧化铁，加热分解可生成氧化铁，根据滤液中的Fe2+的物质的量浓度可计算100mL滤液中Fe2+的物质的量，可计算生成氧化铁的质量．
解答：
解：（1）n（CuSO4）=1mol/L×0.1L=0.1mol，n（H2SO4）=2.0mol/L×0.1L=0.2mol，
混合后溶液体积为0.2L，
则c（H+）=
=2mol/L，c（Cu2+）=
=0.5mol/L，c（SO42-）=
=1.5mol/L，
故答案为：2mol/L；0.5mol/L；1.5mol/L；
（2）把1.0mol/L CuSO4溶液100mL和2.0mol/L H2SO4溶液100mL混合，n（Cu2+）=1mol/L×0.1L=0.1mol，n（H+）=2.0mol/L×0.1L×2=0.4mol，
向溶液中加入足量铁粉，分别发生
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，
0.1mol 0.1mol
2H++Fe=Fe2++H2↑，
0.4mol 0.2mol 0.2mol
c（Fe2+）=
=1.5mol/L，
V（H2）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：滤液中的Fe2+的物质的量浓度为1.5mol/L，生成的气体在标准状况下的体积为4.48L；
（3）取100mL该滤液，n（Fe2+）=0.1L×1.5mol/L=0.15mol，向其中加入适量硝酸，被氧化生成Fe3+，再加入足量氢氧化钠溶液，可生成红褐色的Fe（OH）3，加热分解可生成Fe2O3，
且n（Fe2O3）=
n（Fe2+）=0.075mol，
m（Fe2O3）=0.075mol×160g/mol=12g，
答：沉淀为Fe（OH）3，残渣为Fe2O3，残渣的质量为12g．
混合后溶液体积为0.2L，
则c（H+）=
| 0.2mol×2 |
| 0.2L |
| 0.1mol |
| 0.2L |
| 0.1mol+0.2mol |
| 0.2L |
故答案为：2mol/L；0.5mol/L；1.5mol/L；
（2）把1.0mol/L CuSO4溶液100mL和2.0mol/L H2SO4溶液100mL混合，n（Cu2+）=1mol/L×0.1L=0.1mol，n（H+）=2.0mol/L×0.1L×2=0.4mol，
向溶液中加入足量铁粉，分别发生
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，
0.1mol 0.1mol
2H++Fe=Fe2++H2↑，
0.4mol 0.2mol 0.2mol
c（Fe2+）=
| 0.1mol+0.2mol |
| 0.2L |
V（H2）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：滤液中的Fe2+的物质的量浓度为1.5mol/L，生成的气体在标准状况下的体积为4.48L；
（3）取100mL该滤液，n（Fe2+）=0.1L×1.5mol/L=0.15mol，向其中加入适量硝酸，被氧化生成Fe3+，再加入足量氢氧化钠溶液，可生成红褐色的Fe（OH）3，加热分解可生成Fe2O3，
且n（Fe2O3）=
| 1 |
| 2 |
m（Fe2O3）=0.075mol×160g/mol=12g，
答：沉淀为Fe（OH）3，残渣为Fe2O3，残渣的质量为12g．
点评：本题考查混合物的计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目注意把握相关反应的方程式，根据方程式计算，难度不大．
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