问题 计算题

(14分)为测定一置于空气中的某硫酸酸化的FeS04溶液中Fe2+被氧化的百分率,某同学准确量取pH=l(忽略Fe2+、Fe3+的水解)的FeS04溶液200mL,加入过量BaCl2溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到沉淀28.0g;再另取同样的FeS04溶液200mL,向其中加入过量NaOH溶液,搅拌使其充分反应,待沉淀全部变为红褐色后,过滤、洗涤并灼烧所得固体,最终得固体8.0g。

(1)通过计算,填写下表:

C(H+)C(SO42—)C(Fe2+、Fe3+)
   
注:c(Fe2+、Fe3+)表示Fe2+和Fe3+的总的物质的量的浓度

(2)计算原溶液中Fe2+被氧化的百分率。

(3)当Fe2+部分被氧化时,试推导c(Fe2+、Fe3+)与c(H+)、c(SO42—)的关系。

答案

(1)0.1mol/L  0.6mol/L  0.5moL/L       (每空2分)

(2)根据电荷守恒有:

2·c(Fe2+)+3·c(Fe3+)+c(H+)=2·c(SO42—)

代入(1)中所求数据:

2·c(Fe2+)+3·c(Fe3+)="1.1" mol/L

又c(Fe2+)+c(Fe3+)=0.5mol/L

解得:c(Fe2+)=0.4mo1/L,c(Fe3+)=0.1mol/L

Fe2+被氧化的百分率为:×100%=20%

(3)若Fe2+没有被氧化,c(Fe2+、Fe3+)=c(SO42—)-c(H+)

若Fe2+全部被氧化,c(Fe2+、Fe3+)= c(SO42—)- c(H+)

故当Fe2+部分被氧化时,c(Fe2+、Fe3+)与c(H+)、c(SO42—)的关系为:

c(SO42—)- c(H+)> c(Fe2+、Fe3+)> c(SO42—)- c(H+)

(1)根据pH=1可知,溶液中氢离子浓度是0.1mol/L。28.0g沉淀是硫酸钡,物质的量是0.12mol,浓度是0.12mol÷0.2L=0.6mol/L。8.0g固体是氧化铁,物质的量是0.05mol,所以铁原子的物质的量是0.1mol,因此Fe2+和Fe3+的总的物质的量的浓度是0.1mol÷0.2L=0.5mol/L。

(2)根据电荷守恒进行计算

(3)可以依据极值法进行计算

多项选择题
单项选择题