Question

18．把1.0mol•L^-1 CuSO₄溶液和a mol•L^-1H₂SO₄溶液等体积混合（假设混合溶液的体积等于混合前两溶液的体积之和），混合液中c（SO₄^2-）=1.5mol•L^-1，试计算并填空．
（1）原溶液中a=2mol•L^-1；混合液中c（Cu²⁺）=0.5mol•L^-1；c（H⁺）=2 mol•L^-1；
（2）向混合液中加入足量铁粉，经足够长时间并充分搅拌后，铁粉仍有剩余，假设反应后溶液体积不变（不考虑Fe²⁺被氧化），此时溶液中c（Fe²⁺）=1.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根据n=cV计算出硫酸铜、硫酸的物质的量，再计算出混合液中硫酸根离子的总物质的量，然后根据c=$\frac{n}{V}$计算出稀硫酸的浓度；等体积混合后溶液中铜离子、氢离子浓度减半，据此计算出混合液中铜离子、氢离子浓度；
（2）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1.0mol•L^-1 CuSO₄溶液和a mol•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，则混合液中硫酸根离子浓度为：c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（CuSO₄）+$\frac{1}{2}$c（H₂SO₄）=1.5mol•L^-1，带入数据解得：a=2；
等体积混合后溶液中c（Cu²⁺）=c（CuSO₄）=$\frac{1}{2}$×1.0mol/L=0.5mol/L；c（H⁺）=$\frac{1}{2}$×c（H₂SO₄）×2=2mol/L，
故答案为：2；0.5；2；
（2）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，
故答案为：1.5．

点评 本题考查混合物反应计算、物质的量浓度的计算，题目难度中等，注意对公式的理解与灵活运用，注意理解稀释定律，（2）中注意根据守恒解答．