Question

10．現(xiàn)有濃度均為2mol•L^-1的FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂ 混合溶液100mL，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空．
（1）反應(yīng)完畢后，有銅生成，鐵粉無剩余．則反應(yīng)完畢后溶液一定含有Fe²⁺陽離子，該陽離子在溶液中的物質(zhì)的量的范圍是0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol．
（2）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Fe²⁺陽離子，為0.35mol，一定沒有Fe³⁺、Cu²⁺陽離子； 
②固體物質(zhì)干燥后，其中一定有Fe、Cu，與反應(yīng)前加入鐵粉質(zhì)量相比少（填“多”或“少”）4g．

Answer 1

分析 依據(jù)三價鐵離子、銅離子、二價鐵離子的氧化性強弱判斷反應(yīng)先后順序，
若反應(yīng)后，有銅生成，鐵粉無剩余，則一定無三價鐵離子存在，一定存在亞鐵離子，可能含有銅離子；
若充分反應(yīng)后，鐵粉有剩余，則三價鐵離子、銅離子一定完全反應(yīng)；據(jù)此結(jié)合反應(yīng)方程式計算解答．

解答 解：Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的氧化性依次減弱，加入鐵粉，先與Fe³⁺反應(yīng)，再與Cu ²⁺反應(yīng)，
（1）當(dāng)有銅生成，鐵粉無剩余，溶液中一定沒有Fe³⁺，Cu²⁺恰好全部參加反應(yīng)或部分反應(yīng)生成Fe²⁺和Cu，所以溶液中一定沒有Fe³⁺，可能含有Cu²⁺，一定含有Fe²⁺；
如果只有Fe²⁺，則其物質(zhì)的量為：0.35mol，如果還有Cu²⁺，且最多為0.1mol時，只發(fā)生2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，則Fe²⁺物質(zhì)的量為0.25mol，由于兩個反應(yīng)都發(fā)生，所以Cu²⁺小于0.1mol，因此Fe²⁺物質(zhì)的量大于0.25mol，故Fe²⁺物質(zhì)的量為：0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol；
故答案為：Fe²⁺；0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol；
（2）①當(dāng)鐵粉有剩余時，溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺全部參加反應(yīng)生成Fe²⁺和Cu，反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe═Cu+FeCl₂，溶液中一定沒有Fe³⁺、Cu²⁺，一定含有Fe²⁺；反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為氯化亞鐵，根據(jù)氯離子守恒：n（Cl^-）=（1mol/L×3+1mol/L×2+1mol/L×2）×0.1L=0.7mol，所以n（Fe²⁺）=$\frac{1}{2}$n（Cl^-）=0.35mol；
故答案為：Fe²⁺；0.35；Fe³⁺、Cu²⁺；
②當(dāng)鐵粉有剩余時，溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺全部參加反應(yīng)生成Fe²⁺和Cu，所以固體中含有Fe、Cu；
根據(jù)方程式；2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe═Cu+FeCl₂，反應(yīng)消耗鐵的量為n（Fe）=$\frac{1}{2}$n（FeCl₃）+n（Cu）=$\frac{1}{2}$×2mol/L×0.1L+2mol/L×0.1L=0.3mol，質(zhì)量為：0.3mol×56g/mol=16.8g，反應(yīng)生成的銅為n（Cu）=2mol/L×0.1L=0.2mol，質(zhì)量為；0.2mol×64g/mol=12.8g，固體質(zhì)量減少16.8g-12.8g=4g；
故答案為：Fe、Cu；少；4．

點評 本題考查Fe與Fe³⁺、Cu²⁺的反應(yīng)，難度中等．要注意根據(jù)固體的成分了解反應(yīng)的先后順序，從而確定溶液的成分，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計算能力．