Question

4．将一定量的Fe、Fe₂O₃和CuO的混合物，放入体积为100mL物质的量浓度为2.2mol/L的H₂SO₄溶液中，充分反应后，生成气体896mL（标准状况），得到不溶固体1.28g．过滤后，滤液中的金属离子只有Fe²⁺（假设滤液体积仍为100mL）．向滤液中加入2mol/L NaOH溶液至40mL时开始出现沉淀．则未滴加NaOH溶液前滤液中FeSO₄的物质的量浓度为1.8mol/L．

Answer 1

分析 向滤液中加入2mol/L NaOH溶液至40mL时开始出现沉淀说明固体与稀硫酸反应后稀硫酸有剩余；根据“过滤后，滤液中的金属离子只有Fe²⁺（假设滤液体积仍为100mL）”知，固体和硫酸反应后的盐只有硫酸亚铁，根据以上知固体与稀硫酸反应后的溶液是硫酸和硫酸亚铁的混合物．根据氢氧化钠的物质的量计算剩余硫酸的物质的量，其余的硫酸根离子与亚铁离子构成硫酸亚铁，据此分析解答．

解答 解：与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×2mol/L×0.04L=0.04mol，
剩余的硫酸的物质的量=2.2mol/L×0.1L-0.04mol=0.22mol-0.04mol=0.18mol，剩余硫酸与固体反应生成了硫酸亚铁，
根据硫酸和硫酸亚铁的关系式计算硫酸亚铁的物质的量浓度．
设硫酸亚铁的物质的量浓度为cmol/L．
H₂SO₄→FeSO₄
1mol      1mol
0.18mol 0.1L×cmol/L
c=1.8
即硫酸亚铁的物质的量浓度是1.8mol/L，
故答案为：1.8．

点评 本题考查了有关混合物的计算，难度不大，明确各物理量之间的关系是解本题的关键，注意该题中气体的体积和固体的质量对该题的干扰，否则会导致解题错误．