Question

將8.8g FeS固體置于200mL 2.0mol?L^-1的鹽酸中，以制備H₂S氣體．反應完全后，若溶液中H₂S的濃度為0.10mol?L^-1，假定溶液體積不變，試計算：
（1）收集到的H₂S氣體的體積（標準狀況）．
（2）溶液中Fe²⁺和H⁺的物質的量濃度（摩爾濃度）．

Answer 1

（1）FeS的物質的量為

8.8g

88g/mol

=0.1mol，鹽酸的物質的量為0.2L×2.0mol?L^-1=0.4mol，根據方程式FeS+2H⁺═Fe²⁺+H₂S↑可判斷鹽酸過量，計算應以FeS的物質的量為基準，則共生成H₂S 0.1mol．在溶液中溶解的物質的量為：0.10mol?L^-1×0.2L=0.02mol，所以收集到的H₂S氣體的物質的量為0.08mol，其體積為：0.08mol×22.4L/mol=1.8L，
答：收集到的H₂S氣體的體積（標準狀況）為1.8L．
（2）參加反應的FeS的物質的量0.1mol，根據方程式FeS+2H⁺═Fe²⁺+H₂S↑得Fe²⁺的物質的量為0.1mol，消耗掉H⁺0.20 mol，反應前H⁺的物質的量為：2.0 mol?L^-1×0.20 L=0.40 mol，剩余的H⁺的物質的量為0.40 mol-0.20 mol=0.20 mol，所以Fe²⁺的物質的量濃度為

0.1mol

0.2L

=0.5mol?L^-1，H⁺的物質的量濃度為

0.20 mol

0.2L

=1.0mol?L^-1，
答：溶液中Fe²⁺的物質的量濃度為0.5mol?L^-1；H⁺的物質的量濃度為1.0mol?L^-1．