Question

現(xiàn)有濃度均為1 mol·L^-1的FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液各100 mL，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空：

（1）反應(yīng)完畢后，鐵粉有剩余。

①反應(yīng)完畢后，溶液中一定含有_____________陽(yáng)離子，為_____________mol，一定沒(méi)有?_____________?陽(yáng)離子；

②固體物質(zhì)干燥后，其中一定有_____________，與反應(yīng)前加入鐵粉質(zhì)量相比_____________（填“多”或“少”）_____________g。

（2）反應(yīng)完畢后，有銅生成，鐵粉無(wú)剩余。則反應(yīng)完畢后溶液一定含有_____________陽(yáng)離子，該陽(yáng)離子在溶液中的物質(zhì)的量范圍是_____________。

Answer 1

（1）Fe²⁺  0.35  Fe³⁺、Cu²⁺

②Fe、Cu  少  2

（2）Fe²⁺  0.25 mol＜n（Fe²⁺）≤0.35 mol

解析:

混合液中n（FeCl₃）=n（FeCl₂）=n（CuCl₂）=0.1 mol，加入鐵粉后能發(fā)生如下反應(yīng)：

    Fe+2Fe³⁺====3Fe²⁺，F(xiàn)e+Cu²⁺====Fe²⁺+Cu

（1）鐵粉過(guò)量時(shí)，F(xiàn)e³⁺和Cu²⁺完全反應(yīng)且生成單質(zhì)Cu。Fe+2Fe³⁺====3Fe²⁺反應(yīng)產(chǎn)生的n（Fe²⁺）=0.15 mol，消耗n（Fe）=0.05 mol；

    Fe+Cu²⁺====Fe²⁺+Cu產(chǎn)生的n（Fe²⁺）=0.1 mol，消耗n（Fe）=0.1 mol，置換出Cu 0.1 mol。

    所以溶液中n（Fe²⁺）=0.1 mol+0.15 mol+0.1 mol=0.35 mol

    消耗Fe與置換出Cu的質(zhì)量差為（0.1 mol+0.05 mol）×56 g·mol^-1-0.1 mol×64 g·mol^-1=2 g。

（2）采用“極端假設(shè)法”分析。若Cu²⁺不反應(yīng)，溶液中n（Fe²⁺）=0.1 mol+0.15 mol=0.25 mol；若Cu²⁺完全反應(yīng)，溶液中n（Fe²⁺）=0.35 mol。所以0.25 mol＜n（Fe²⁺）≤0.35 mol。