Question

把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，，剩于金属粉末的质量相等，

则原溶液中氢离子和硫酸根离子的物质的量浓度之比是（）
A2：7 B3：8 C1：2 D1：4

Answer 1

正确答案应该选择：D1:4

分析如下：
假设原来铁的质量是m(g)，其中x(g)与CuSO4反应，y（g）与H2SO4反应
由题意知：m-y-x+64x/56=m
x=7y

Fe + H2SO4 === FeSO4
1 2 (H^+)
y/56 2y/56 (H^+)

Fe + CuSO4 ==== FeSO4 + Cu
1 1 (SO4^2-) 1
x/56 x/56 x/56
即 7y/56 7y/56 7y/56

从上面分析可以看出：
H^+的物质的量为：2y/56
SO4^2-的物质的量为：y/56+7y/56=8y/56
因为，同种溶液体积相同，所以，浓度比等于物质的量之比
H^+:SO4^2-=(2y/56):(8y/56)=1:4

注意：若为计算题目，中间的方程式分析部分，可以去掉，我只是为了让你便于理解换算关系而写的。

也可以这样理解：
解答：
因为，前后质量相等
所以，消耗Fe的质量，等于新生成Cu的质量，可都设为m
则置换反应的硫酸根的物质的量为：m/64
参加金属与硫酸反应的硫酸根物质的量为：m/56-m/64，则氢离子的物质的量为：2（m/56-m/64）=m/(56×4)
(1)硫酸根的物质的量为：m/64+m/56-m/64=m/56
(2)氢离子的物质的量为:m/(56×4)
因为，同种溶液中体积相同，所以，浓度比等于物质的量之比
H^+：SO4^2- = m/(56×4):m/56 =1:4