Question

向2.0 L 浓度均为1.0 mol·L⁻¹ 的 CuSO₄、Fe₂(SO₄)₃ 和 H₂SO₄ 的混合液中加入足量的铁粉，反应停止后，铁粉有剩余，此时溶液中 Fe^2＋ 的物质的量浓度是（溶液的体积变化忽略不计）（    ）

A.1.5 mol·L⁻¹ B.2.0 mol·L⁻¹ C.3.0 mol·L⁻¹ D.5.0 mol·L⁻¹

Answer

D

【解析】

混合溶液中n（Cu2+）=2.0 L×1.0 mol·L−1 =2.0mol，n（H+）=2.0 L×1.0 mol·L−1 ×2=4.0mol，n（Fe3+）=2.0 L×1.0 mol·L−1 ×2=4.0mol；

混合液中加入足量的铁粉，反应停止后，铁粉有剩余，则硫酸铁、硫酸铜、硫酸都完全反应，发生的反应有：

2Fe3+ + Fe = 3Fe2+

4.0mol 6.0mol

Cu2+ + Fe = Fe2+ + Cu

2.0mol 2.0mol

2H+ + Fe = Fe2+ + H2↑

4.0mol 2.0mol

此时溶液中 Fe2＋ 的物质的量n（Fe2＋）=6.0mol+2.0mol+2.0mol=10.0mol，故c（Fe2+）= =5.0mol/L，

答案选D。