Question

12．把3.0mol/L CuSO₄溶液和2.0mol/L H₂SO₄等體積混合（假設混合后溶液的體積等于混合前溶液的體積之和）．計算：
（1）混合液中CuSO₄和H₂SO₄的物質的量濃度分別為1.5mol/L，1.0mol/L．
（2）混合液中H⁺、Cu²⁺、SO₄^2-的物質的量濃度2.0mol/L，1.5mol/L2.5mol/L
（3）向溶液中加入足量鐵粉，經足夠長時間后，鐵粉有剩余，此時溶液中Fe²⁺的物質的量濃度2.5mol/L．

Answer 1

分析 （1）根據稀釋定律，稀釋前后溶質的物質的量不變，據此計算混合溶液中CuSO₄和H₂SO₄的物質的量濃度；
（2）混合后溶液中c（H⁺）=2c（H₂SO₄）；c（Cu²⁺）=c（CuSO₄）；溶液中硫酸根來源于硫酸銅與硫酸電離，故 c（SO₄^2-）=c（CuSO₄）+c（H₂SO₄）；
（3）向溶液中加入鐵粉，經過足夠長的時間，鐵粉有剩余，則硫酸銅、硫酸都完全反應，此時溶液中溶質為FeSO₄，故c（Fe²⁺）=c（SO₄^2-）．

解答 解：（1）把3.0mol•L^-1CuSO₄和2.0mol•L^-1H₂SO₄溶液等體積混合，根據稀釋定律，稀釋前后溶質的物質的量不變，則混合后溶液中c（CuSO₄）=$\frac{1}{2}$×3.0mol/L=1.5mol/L，c（H₂SO₄）=$\frac{1}{2}$×2.0mol/L=1.0mol/L，
故答案為：1.5mol/L；1.0mol/L；
（2）混合后溶液中c（H⁺）=2c（H₂SO₄）=2×1.0mol/L=2.0mol/L；
c（Cu²⁺）=c（CuSO₄）=1.5mol/L；
溶液中硫酸根來源于硫酸銅與硫酸電離，故 c（SO₄^2-）=c（CuSO₄）+c（H₂SO₄）=1.5mol/L+1.0mol/L=2.5mol/L，
故答案為：2.0mol/L；1.5mol/L；2.5mol/L；
（3）向溶液中加入鐵粉，經過足夠長的時間，鐵粉有剩余，則硫酸銅、硫酸都完全反應，此時溶液中溶質為FeSO₄，故c（Fe²⁺）=c（SO₄^2-）=2.5mol/L，
故答案為：2.5mol/L．

點評 本題考查了物質的量濃度的計算、混合物反應的計算，題目難度中等，明確物質的量濃度的概念及表達式為解答關鍵，試題側重考查學生的分析能力及化學計算能力．