Question

現有100mlFeCl₃ FeCl₂ CuCl₂的混合液，其中各種物質的濃度均為1mol/L，在該混合溶液中加入一定量的鐵粉．
（1）當反應完畢時，鐵粉有剩余，此時：溶液中一定含有的金屬離子是

 

 其物質的量是

 

．不含有的金屬離子是

 

所得固體的成分是

 

，其質量比反應前加入的鐵粉的質量（填多或少）

 

（2）當反應完畢時，如果沒有固體物質存在，反應后溶液中一定含有的金屬離子是

 

；其中物質的量為定值的金屬離子是

 

它的物質的量是

 

．

Answer 1

考點：鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉變

專題：元素及其化合物

分析：（1）鐵粉有剩余，根據離子氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，反應的反應方程式為：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe═Cu+FeCl₂，溶液中一定存在亞鐵離子，再根據方程式進行相關計算；
（2）無固體沉積物存在，說明鐵粉不足，溶液中的銅離子沒有參與反應．

解答： 解：（1）由于鐵粉有剩余，且氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，所以溶液中Cu²⁺和Fe³⁺完全與鐵粉反應，反應的反應方程式為：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe═Cu+FeCl₂，
反應后溶液中只存在Fe²⁺，沒有Fe³⁺、Cu²⁺，根據氯離子守恒：n（Cl^-）=（1mol/L×3+1mol/L×2+1mol/L×2）×0.1L=0.7mol，所以n（Fe²⁺）=

1

2

n（Cl^-）=0.35mol；
根據方程式；2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe═Cu+FeCl₂，反應消耗鐵的量為n（Fe）=

1

2

n（FeCl₃）+n（Cu）=

1

2

×1mol/L×0.1L+1mol/L×0.1L=0.15mol，質量為：0.15mol×56g/mol=8.4g，反應生成的銅為n（Cu）=1mol/L×0.1L=0.1mol，質量為；0.1mol×64g/mol=6.4g，固體質量減少8.4g-6.4g=2g；
故答案為：Fe²⁺；0.35mol；Fe³⁺、Cu²⁺；Cu、Fe；少；
（2）反應完畢后，無固體沉積物存在，說明溶液中的銅離子沒有參加反應，鐵離子可能恰好反應，有可能有剩余，反應后的溶液中一定存在Fe²⁺、Cu²⁺；
不管鐵離子是否有剩余，銅離子的物質的量為定值，物質的量=1mol/L×0.1L=0.1mol；
故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺；Cu²⁺；0.1mol．

點評：本題考查Fe與Fe³⁺、Cu²⁺的反應，難度中等．要注意根據固體的成分了解反應的先后順序，從而確定溶液的成分．