Question

【題目】為測定一置于空氣中的某硫酸酸化的FeSO4溶液中Fe2+被氧化的百分率，某同學準確量取pH=1（忽略Fe2+、Fe3+的水解）的FeSO4溶液200mL，加入過量BaCl2溶液，充分反應后過濾、洗滌、干燥，得到沉淀28.0g；再另取同樣的FeSO4溶液200mL，向其中加入過量NaOH溶液，攪拌使其充分反應，待沉淀全部變為紅褐色后，過濾、洗滌并灼燒所得固體，最終得固體8.0g．

（1）寫出反應中涉及的化學方程式（至少3個）__、__、__

（2）通過計算，填寫下表：

c（H+）	c（SO42﹣）	c（Fe2+、Fe3+）
__	__	__

注：c（Fe2+、Fe3+）表示Fe2+和Fe3+的總的物質的量的濃度

（3）計算原溶液中Fe2+被氧化的百分率__．

Answer 1

【答案】BaCl2+FeSO4=BaSO4↓+FeCl2 FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2↓+2NaCl 2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O 0.1mol/L 0.6mol/L 0.5mol/L 20%

【解析】

(1)根據信息寫出反應方程式；

(2)根據pH＝1可知，溶液中氫離子濃度是0.1mol/L。28.0g沉淀是硫酸鋇，物質的量是0.12mol，濃度是=0.6mol/L。8.0g固體是氧化鐵，物質的量是0.05mol，所以鐵原子的物質的量是0.1mol，因此Fe2+和Fe3+的總的物質的量的濃度是＝0.5mol/L；

(3)根據電荷守恒進行計算。

(1)FeSO4溶液200mL，加入過量的BaCl2溶液，充分反應后過濾、洗滌、干燥，得到沉淀27.96g為硫酸鋇沉淀，反應化學方程式為：BaCl2+FeSO4=BaSO4↓+FeCl2；再另取同樣的FeSO4溶液200mL，向其中加入過量的NaOH溶液，攪拌使其充分反應，反應的化學方程式為：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl，待沉淀全部變為紅褐色后，反應為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，過濾、洗滌并灼燒所得固體，最終得到固體的質量為8.00g為Fe2O3，反應的化學方程式為：BaCl2+FeSO4=BaSO4↓+FeCl2、 FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O；

(2)由pH=1得c(H+)=0.1molL-1

由SO42-+Ba2+=BaSO4↓得c(SO42-)==0.6molL-1；

因為最終固體物質為Fe2O3，

所以n(Fe2O3)==0.05mol

據鐵元素守恒得：

c(Fe2+、Fe3+)==0.5mol/L；

(3)電荷守恒：2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=2c(SO42-)，

2c(Fe2+)+3c(Fe3+)=1.1mol/L；

c(Fe2+)、c(Fe3+)=0.5mol/L

c(Fe2+)=0.4mol/L

c(Fe3+)=0.1mol/L

FeSO4溶液中Fe2+被氧化的百分率：=20%；

答：原溶液中Fe2+被氧化的百分率為20%。