Question

已知Fe³⁺的氧化性大于Cu²⁺，據(jù)此性質(zhì)，某工廠用FeCl₃溶液腐蝕鍍有銅的絕緣板生產(chǎn)印刷電路。用離子方程式表示其化學(xué)原理_______________________________________。

某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)對(duì)該廠生產(chǎn)印刷電路后所得的廢液進(jìn)行了分析：取50.00 mL廢液，向其中加入0.64 g金屬銅，金屬銅全部溶解；另取50.00 mL廢液，向其中加入足量的AgNO₃溶液，析出沉淀43.05 g。請(qǐng)回答以下問題：

(1)該廠生產(chǎn)的廢液中所含金屬離子有________________________。

(2)該廠原來使用的FeCl₃溶液的物質(zhì)的量濃度____________(反應(yīng)前后溶液的體積變化忽略?不計(jì))。

(3)若向500.00 mL廢液中加入足量的稀硝酸，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成NO氣體4.48 L，則原廢液中各金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量濃度之比為_____________________________________________。

(4)另取500.00 mL廢液，加入一定量鐵屑，充分反應(yīng)后有銅析出，則所得溶液中Fe²⁺的物質(zhì)的量范圍為________________________________________。

Answer 1

2Fe³⁺+Cu====2Fe²⁺+Cu²⁺

(1)Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺

(2)2.00 mol·L^-1

(3)c(Fe³⁺)∶c(Fe²⁺)∶c(Cu²⁺)=4∶6∶3(只有“4∶6∶3”不可，要表示出對(duì)應(yīng)離子的物質(zhì)的量濃度之比)

(4)1.20 mol＜n(Fe²⁺)≤1.50 mol

解析：2Fe³⁺+Cu====2Fe²⁺+Cu²⁺。

(1)廢液中含生成的Fe²⁺、Cu²⁺，另含剩余的Fe³⁺。

(2)n(AgCl)==0.3 mol，關(guān)系式3AgClFeCl₃，n(FeCl₃)=(AgCl) =0.3 mol×=0.1 mol，c(FeCl₃)==2.00 mol·L^-1。

(3)n(NO)==0.2 mol，關(guān)系式3Fe²⁺NO，n(Fe²⁺)=3n(NO)=0.6 mol。

       2Fe³⁺+Cu  ====  2Fe²⁺  +  Cu²⁺

起：2 mol·L^-1×0.5 L      0            0

變：？=0.6 mol       ？=0.6 mol  ？=0.3 mol

終：？？=0.4 mol    0.6 mol       ？？=0.3 mol

則c(Fe³⁺)∶c(Fe²⁺)∶c(Cu²⁺)=0.4∶0.6∶0.3=4∶6∶3。

(4)Fe³⁺因氧化性更強(qiáng)，其優(yōu)先與Fe反應(yīng)。當(dāng)有Cu析出時(shí)，F(xiàn)e³⁺已反應(yīng)完全，而反應(yīng)掉的Cu²⁺的多少不定。2Fe³⁺+Fe====3Fe²⁺，0.4 mol Fe³⁺完全反應(yīng)生成Fe²⁺ 0.6 mol。Cu²⁺+Fe====Fe²⁺+Cu，0.3 mol Cu²⁺完全反應(yīng)時(shí)生成Fe²⁺ 0.3 mol。綜合以上分析，可知所得溶液中Fe²⁺物質(zhì)的量范圍為1.20 mol＜n(Fe²⁺)≤1.50 mol。