Question

10．鐵、銅混合粉末18.0克加入到100mL5.0mol/LFeCl₃溶液中，充分反應后，剩余固體2.8克：
（1）寫出發(fā)生反應的離子方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺．
（2）反應后溶液中無（填“有”或“無”）Fe³⁺，檢驗方法是取少量反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，不顯血紅色，則溶液無Fe³⁺．
（3）反應后的溶液中Fe²⁺和Cu²⁺物質(zhì)的量之和為0.75mol．
（4）求混合物中銅的質(zhì)量（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 鐵比銅活潑，與FeCl₃溶液反應時先后發(fā)生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，原氯化鐵溶液中含有氯化鐵的物質(zhì)的量為n（FeCl₃）=5mol/L×0.1L=0.5mol，結合反應的方程式解答．

解答 解：鐵的還原性強于銅，把鐵、銅混合粉末加入氯化鐵溶液中，鐵先與鐵離子反應，氯化鐵的物質(zhì)的量是0.5mol，
設0.5mol鐵離子完全反應消耗鐵、銅的質(zhì)量分別為m₁、m₂，則：
Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺ Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
64g  2mol                     56g   2mol
m₁   0.5mol                    m₂  0.5mol
m₁=$\frac{64g×0.5mol}{2mol}$=16g，
m₂=$\frac{56g×0.5mol}{2mol}$=14g，
溶解的金屬質(zhì)量為：18g-2.8g=15.2g，14g＜15.2g＜16g，
則鐵完全反應、銅部分反應，且Fe³⁺完全反應，剩余的金屬為Cu，
（1）發(fā)生反應的離子方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）反應后溶液中無Fe³⁺，檢驗方法是取少量反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，不顯血紅色，則溶液無Fe³⁺，故答案為：無；取少量反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，不顯血紅色，則溶液無Fe³⁺；
（3）設反應消耗銅的物質(zhì)的量為n₁，反應的鐵的物質(zhì)的量為n₂，
則：①64n₁+56n₂=15.2g
②n₁+n₂=$\frac{1}{2}$n（Fe³⁺）=0.25mol，
解得：n₁=0.15mol、n₂=0.1mol，
根據(jù)反應方程式可知反應后溶液中n（Fe²⁺）=2n（Cu）+3n（Fe）=2×0.15mol+3×0.10mol=0.6mol，
反應后溶液中銅離子的物質(zhì)的量為n（Cu²⁺）=n（Cu）=0.15mol，
故n（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）=0.6mol+0.15mol=0.75mol，故答案為：0.75；
（4）原來混合物中含有的銅的質(zhì)量為：0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g，
答：Cu的質(zhì)量為12.4g．

點評 本題考查混合物的計算，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意根據(jù)反應的相關方程式從質(zhì)量守恒的角度解答，難度中等．