Question

把1.0 mol·L^-1 CuSO₄和0.50 mol·L^-1 H₂SO₄溶液等体积混合（假设混合后的溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和）计算：

（1）混合溶液中CuSO₄和H₂SO₄的物质的量浓度c(CuSO₄)=_______，c(H₂SO₄)=________。

（2）混合液中H⁺、SO₄^2-的物质的量浓度c(H⁺)=_________，c(SO₄^2-)=_________。

（3）向溶液中加入铁粉，经过足够长的时间，铁粉有剩余。此时溶液中Fe²⁺的物质的量浓度c(Fe²⁺)=______。

Answer

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

【解析】

1.0 mol·L-1 CuSO4和0.50 mol·L-1 H2SO4溶液等体积混合，假设混合前溶液的体积都为V，则混合后的溶液体积为2V。

（1）在混合溶液中CuSO4的物质的量为(1.0 mol·L-1×V)，H2SO4的物质的量为(0.50 mol·L-1×V)，则溶液中CuSO4的物质的量浓度c(CuSO4)=1.0mol·L-1×V÷2V=0.5mol/L，H2SO4的物质的量浓度c(H2SO4)=0.50mol·L-1×V÷2V=0.25mol/L，故答案为：0.5mol/L；0.25mol/L；

（2）由电解质的电离方程式H2SO4=2H++ SO42-.可知：在混合溶液中H+的物质的量浓度为C（H+）=2C(H2SO4)= 2×0.250 mol·L-1=0.5mol/L，SO42-的物质的量为(1.0 mol·L-1×V+0.50 mol·L-1×V) =（1.5 mol·L-1×V），则混合液中SO42-的物质的量浓度SO42-的物质的量浓度c(SO42-)=（1.5 mol·L-1×V ）÷2V=0.75mol/L，故答案为：0.5mol/L；0.75mol/L；

（3）向溶液中加入铁粉后，与混合溶液中的CuSO4和H2SO4发生如下反应：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，经过足够长的时间，铁粉有剩余则Fe与CuSO4和H2SO4反应完，则生成的Fe2+的物质的量浓度c(Fe2+)=c(SO42-)=(1.0 mol·L-1×V+0.50 mol·L-1×V) ÷2V=（1.5 mol·L-1×V ）÷2V=0.75mol/L，故答案为：0.75mol/L。