Question

为测定一置于空气中的某硫酸酸化的FeSO₄溶液中Fe²⁺被氧化的百分率，某同学准确量取pH=1（忽略Fe²⁺、Fe³⁺的水解）的FeSO₄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FeSO₄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）写出反应中涉及的化学方程式（至少3个）__、__、__

（2）通过计算，填写下表：

c（H^+）	c（SO4^2^﹣）	c（Fe^2+、Fe^3+）
__	__	__

注：c（Fe²⁺、Fe³⁺）表示Fe²⁺和Fe³⁺的总的物质的量的浓度

（3）计算原溶液中Fe²⁺被氧化的百分率__．

Answer

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)根据信息写出反应方程式；

(2)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=0.6mol/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＝0.5mol/L；

(3)根据电荷守恒进行计算。

(1)FeSO4溶液200mL，加入过量的BaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到沉淀27.96g为硫酸钡沉淀，反应化学方程式为：BaCl2+FeSO4=BaSO4↓+FeCl2；再另取同样的FeSO4溶液200mL，向其中加入过量的NaOH溶液，搅拌使其充分反应，反应的化学方程式为：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl，待沉淀全部变为红褐色后，反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，过滤、洗涤并灼烧所得固体，最终得到固体的质量为8.00g为Fe2O3，反应的化学方程式为：BaCl2+FeSO4=BaSO4↓+FeCl2、 FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O；

(2)由pH=1得c(H+)=0.1mol•L-1

由SO42-+Ba2+=BaSO4↓得c(SO42-)==0.6mol•L-1；

因为最终固体物质为Fe2O3，

所以n(Fe2O3)==0.05mol

据铁元素守恒得：

c(Fe2+、Fe3+)==0.5mol/L；

(3)电荷守恒：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+被氧化的百分率为20%。