Question

把1.0 mol·L^-1 CuSO₄和0.50 mol·L^-1 H₂SO₄溶液等體積混合（假設混合后的溶液的體積等于混合前兩種溶液的體積之和）計算：
（1）混合溶液中CuSO₄和H₂SO₄的物質的量濃度c(CuSO₄)=_______    c(H₂SO₄)="_________"
（2）混合液中H⁺、SO₄^2-的物質的量濃度c(H⁺)=__________       c(SO₄^2-)="_________"  
（3）向溶液中加入鐵粉，經過足夠長的時間，鐵粉有剩余。此時溶液中Fe²⁺的物質的量濃度c(Fe²⁺)="___________________________"

Answer 1

（1）0.5mol/L    0.25mol/L  （2）0.5mol/L   0.75mol/L  （3）0.75mol/L

試題分析：1.0 mol·L^-1 CuSO₄和0.50 mol·L^-1 H₂SO₄溶液等體積混合，假設混合前溶液的體積都為V，則混合后的溶液體積為2V。（1）在混合溶液中CuSO₄的物質的量為(1.0 mol·L^-1×V)，H₂SO₄的物質的量為(0.50 mol·L^-1×V)，則溶液中CuSO₄的物質的量濃度c(CuSO₄)=" 1.0" mol·L^-1×V÷2V=0.5mol/L，H₂SO₄的物質的量濃度c(H₂SO₄)=" 0.50" mol·L^-1×V÷2V=0.25mol/L。（2）由電解質的電離方程式H₂SO₄=2H⁺+ SO₄^2-.可知：在混合溶液中H⁺的物質的量濃度為C（H⁺）=2C(H₂SO₄)= 2×0.250 mol·L^-1=0.5mol/L，SO₄^2-的物質的量為(1.0 mol·L^-1×V+0.50 mol·L^-1×V) =（1.5 mol·L^-1 ×V ），則混合液中SO₄^2-的物質的量濃度SO₄^2-的物質的量濃度c(SO₄^2-)=（1.5 mol·L^-1 ×V ）÷2V=0.75mol/L （3）向溶液中加入鐵粉后，與混合溶液中的CuSO₄和H₂SO₄發生如下反應：Fe＋CuSO₄=FeSO₄＋Cu    Fe＋H₂SO₄=FeSO₄＋H₂↑，經過足夠長的時間，鐵粉有剩余則Fe與CuSO₄和H₂SO₄反應完，則生成的Fe²⁺的物質的量濃度c(Fe²⁺)=c(SO₄^2-)=(1.0 mol·L^-1×V+0.50 mol·L^-1×V) ÷2V=（1.5 mol·L^-1 ×V ）÷2V=0.75mol/L