Question

現(xiàn)有FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液1L，將0.70mol的鐵粉慢慢加入混合液中并充分攪拌，溶液中的三種金屬陽離子的物質(zhì)的量隨鐵粉加入量的變化曲線如圖所示，D點坐標是（0.4，0），H點坐標是（0.7，0.2）．
請回答下列問題：
（1）原混合溶液中，c（Fe²⁺）=

 

mol?L^-1，c（Fe³⁺）=

 

mol?L^-1．
（2）當所有的鐵粉溶解后，忽略溶液體積變化，則所得的溶液中c（Fe²⁺）=

 

mol?L^-1，c（Cu²⁺）=

 

mol?L^-1，c（Fe³⁺）=

 

mol?L^-1．
（3）曲線BGH表示的是

 

（填“Fe²⁺”或“Cu²⁺”或“Fe³⁺”）的物質(zhì)的量變化．
（4）反應(yīng)完畢，所得溶液的質(zhì)量比原混合溶液

 

（填“大”或“小”）．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)離子氧化性強弱判斷離子與鐵粉反應(yīng)的先后順序，然后結(jié)合反應(yīng)的離子方程式判斷圖象中各曲線表示的離子，然后根據(jù)D、H的坐標計算出原溶液中亞鐵離子、鐵離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計算出亞鐵離子、鐵離子的物質(zhì)的量濃度；
（2）根據(jù)0.7mol鐵粉完全溶解后離子濃度變化及各坐標數(shù)據(jù)計算出所得溶液中亞鐵離子、銅離子、鐵離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

分別計算出濃度；
（3）根據(jù)（1）的分析可知該曲線表示的是銅離子濃度的變化；
（4）溶液增加的質(zhì)量為0.1mol鐵粉的質(zhì)量，溶液減少的質(zhì)量為置換出的銅的質(zhì)量，根據(jù)二者質(zhì)量判斷溶液質(zhì)量變化．

解答： 解：（1）溶液中陽離子的氧化性強弱順序為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，當加入鐵粉后，F(xiàn)e³⁺優(yōu)先反應(yīng)：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，所以物質(zhì)的量增大的曲線BEF為表示的是Fe²⁺，物質(zhì)的量減小的曲線AD表示的是Fe³⁺，物質(zhì)的量不變?yōu)榍�線BC表示的是Cu²⁺，
坐標D為（0.4，0），則鐵離子完全反應(yīng)消耗鐵粉0.4mol，根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺可知，反應(yīng)消耗鐵離子的物質(zhì)的量為：n（Fe³⁺）=2n（Fe）=0.4mol×2=0.8mol，原溶液中鐵離子的濃度為：c（Fe³⁺）=

0.8mol

1L

=0.8mol/L；
H點坐標是（0.7，0.2），CH表示銅離子的減少物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺可知，消耗鐵粉的物質(zhì)的量為：0.7mol-0.4mol=0.3mol，反應(yīng)中消耗的銅離子的物質(zhì)的量為：n（Cu²⁺）=n（Fe）=0.3mol，則B點Cu²⁺的物質(zhì)的量為：0.2mol+0.3mol=0.5mol，則原溶液中n（Fe²⁺）=n（Cu²⁺）=0.5mol，原溶液中亞鐵離子的物質(zhì)的量濃度為：c（Fe²⁺）=

0.5mol

1L

=0.5mol/L，
故答案為：0.5；0.8；
（2）根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺可知，0.7mol鐵粉完全溶解后，溶液中亞鐵離子增加的物質(zhì)的量=參加反應(yīng)的鐵粉物質(zhì)的量=0.7mol，則當所有的鐵粉溶解后，溶液中亞鐵離子的物質(zhì)的量為：0.5mol+0.7mol=1.2mol，其濃度為：c（Fe²⁺）=

1.2mol

1L

=1.2mol/L；
根據(jù)坐標H（0.7，0.2）可知，當鐵粉完全溶解時，溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.2mol，則此時銅離子濃度為：c（Cu²⁺）=

0.2mol

1L

=0.2mol/L；鐵粉完全溶解時，銅離子已經(jīng)完全反應(yīng)，則溶液中鐵離子濃度為0，
故答案為：1.2；0.2；0；
（3）根據(jù)（1）的分析可知，曲線BCH表示的是Cu²⁺的物質(zhì)的量變化，
故答案為：Cu²⁺；
（4）反應(yīng)消耗的0.7mol鐵粉的質(zhì)量為：56g/mol×0.7mol=39.2g；反應(yīng)置換出銅的物質(zhì)的量為：0.3mol，銅的質(zhì)量為：64g/mol×0.3mo=19.2g，
溶液增加的質(zhì)量39.2g＞溶液減小的質(zhì)量19.2，
故反應(yīng)后溶液比反應(yīng)前溶液質(zhì)量大，
故答案為：大．

點評：本題考查了有關(guān)混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，正確分析圖象各曲線表示的金屬離子名稱及發(fā)生反應(yīng)的原理為解答本題的關(guān)鍵，試題側(cè)重考查了學(xué)生的分析、理解能力．