Question

13．工廠用FeCl₃溶液腐蝕表面有銅的印刷電路板，課外活動小組為確定生產后廢液的組成，進行如下實驗：
①取10.0mol廢液加入足量的AgNO₃溶液，產生沉淀8.61g
②另取10.0mol廢液放入足量銅片充分反應，銅片質量減少了0.256g，下列關于原廢液組成的判斷正確的是（　　）

• A． 只含有Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-
• B． c（Fe^2-）：c（Cu²⁺）=1：2
• C． c（Cl^-）=6.0mol．L^-1，c（Fe²⁺）=1.2mol．L^-1
• D． c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：1

Answer 1

分析 A．該溶液能和Cu反應，說明溶液中還含有Fe³⁺，發(fā)生反應2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，據此判斷溶液中含有的離子；
B．由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺）；
C．廢液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀8.61g為AgCl，根據n=$\frac{m}{M}$計算AgCl的物質的量，根據氯元素守恒計算溶液中n（Clˉ），再根據c=$\frac{n}{V}$計算原廢液中c（Clˉ）；
根據反應：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，可知溶液中n（Fe ³⁺）=2n（Cu）=$\frac{0.256g}{64g/mol}$=0.004mol，進而計算原廢液中c（Fe ³⁺），由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），根據電荷守恒，原廢液中3c（Fe ³⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=c（Clˉ），據此計算原廢液中c（Fe²⁺）；
D．結合C中的計算確定c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）．

解答 解：A．廢液放入銅片充分反應，銅片質量減少了0.256g，說明溶液中含有Fe³⁺，結合反應：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液一定含有Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Clˉ，故A錯誤；
B．由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），故c（Fe^2-）：c（Cu²⁺）=2：1，故B錯誤；
C．廢液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀 8.61g，沉淀為AgCl，故n（AgCl）=$\frac{8.61g}{143.5g/mol}$=0.06mol，原廢液中c（Clˉ）=$\frac{0.06mol}{0.01L}$=6mol/L，
廢液放入銅片充分反應，銅片質量減少了0.256g，說明溶液中含有Fe³⁺，發(fā)生反應：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，由方程式可知溶液中n（Fe ³⁺）=2n（Cu）=2×$\frac{0.256g}{64g/mol}$=0.008mol，所以原廢液中c（Fe ³⁺）=$\frac{0.008mol}{0.01L}$=0.8mol/L，
由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），根據電荷守恒，原廢液中3c（Fe³⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=c（Cl^-），故3×0.8+2c（Fe²⁺）+c（Fe²⁺）=6，解得c（Fe²⁺）=1.2mol/L，故C正確；
D．由C中分析可知，c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=1.2mol/L：0.08mol/L=3：2，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查根據方程式的計算、混合物反應的有關計算等，難度中等，注意電荷守恒的運用，側重考查學生的分析計算能力．