Question

15．在500mL溶質為feCl₃、HCl、CuSO₄的混合溶液中．加入足量的鐵粉充分反應后，溶液質量增加了mg，此時溶液中Fe²⁺的物質的量與原混合溶液中Cu²⁺的物質的量之比為2：1，則原混合溶液中SO₄^2-與Cl^-的物質的量濃度之比是1：2．

Answer 1

分析 加入足量鐵粉，則溶液中FeCl₃、HCl、CuSO₄完全反應生成FeCl₂、FeSO₄，反應后溶液中Fe²⁺的物質的量與原混合溶液中Cu²⁺的物質的量之比為2：1，設Cu²⁺的物質的量為n，則反應后溶液中Fe²⁺的物質的量為2n，根據反應Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺可知，反應后生成的FeSO₄的物質的量為n，則原溶液中硫酸根離子的物質的量為n；原溶液中FeCl₃、HCl與Fe完全反應生成的FeCl₂的物質的量為n，根據質量守恒可知Cl^-的物質的量為：n（Cl^-）=2n（FeCl₂）=2n，再根據在同一溶液中c（SO₄^2-）：c（Cl^-）=n（SO₄^2-）：n（Cl^-）計算出原混合溶液中SO₄^2-與Cl^-的物質的量濃度之比．

解答 解：加入的鐵粉足量，則溶液中FeCl₃、HCl、CuSO₄完全反應生成FeCl₂、FeSO₄，
反應后溶液中Fe²⁺的物質的量與原混合溶液中Cu²⁺的物質的量之比為2：1，設Cu²⁺的物質的量為n，則反應后溶液中Fe²⁺的物質的量為2n，
根據反應Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺可知，反應后生成的FeSO₄的物質的量為n，則硫酸根離子的物質的量為n，
原溶液中FeCl₃、HCl與Fe完全反應生成的FeCl₂的物質的量為n，根據質量守恒可知Cl^-的物質的量為：n（Cl^-）=2n（FeCl₂）=2n，
由于在同一溶液中，則原溶液c（SO₄^2-）：c（Cl^-）=n（SO₄^2-）：n（Cl^-）=n：2n=1：2，
故答案為：1：2．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用方法，試題培養了學生的化學計算能力．