Question

把2.0mol/L Fe₂（SO₄）₃和1.0mol/L H₂SO₄溶液等體積混合（假設混合后溶液的體積等于混合前兩種溶液的體積之和．計算：
（1）混合液中Fe₂（SO₄）₃、SO₄^2-的物質的量濃度各是多少？
（2）向溶液中加入足量鐵粉，經足夠長的時間后，鐵粉有剩余．此時溶液中Fe²⁺的物質的量濃度是多少？

Answer 1

（1）把2.0mol?L^-1 Fe₂（SO₄）₃和1.0mol?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[Fe₂（SO₄）₃]=

1

2

×2.0mol/L=1.0mol/L，c（H₂SO₄）=

1

2

×1.0mol/L=0.5mol/L，
溶液中硫酸根來源于硫酸鐵與硫酸電離，故c（SO₄^2-）═3c[Fe₂（SO₄）₃]+c（H₂SO₄）=3×1mol/L+0.5mol/L=3.5mol/L，
答：混合液中Fe₂（SO₄）₃、SO₄^2-的物質的量濃度分別為1mol/L、3.5mol/L．
（2）向溶液中加入鐵粉，經過足夠長的時間，鐵粉有剩余，則硫酸鐵、硫酸都完全反應，此時溶液中溶質為FeSO₄，故c（Fe²⁺）=c（SO₄^2-）=3.5mol/L，
答：溶液中Fe²⁺的物質的量濃度是3.5mol/L．