Question

【題目】將有銅的印刷線路板浸入200 mL氯化鐵濃溶液中，有19.2 g銅被腐蝕掉。取出印刷線路板，向溶液中加入16.8 g鐵粉，經充分反應，溶液中還存在9.6 g不溶解的物質。（設溶液體積不變）。請回答下列問題：

（1）充分反應后，溶液中存在9.6 g不溶物的成分為____。

（2）充分反應后溶液中一定不存在的金屬離子為_____。

（3）比較Fe2+、Fe3+、Cu2+的氧化性大小：______。

（4）試計算最后溶液中Fe2+的物質的量濃度____mol·L-1。

Answer 1

【答案】Cu Fe3+ Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ 6

【解析】

將有銅的印刷線路板浸入FeCl3濃溶液中，有19.2gCu被腐蝕掉，說明發生反應Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，19.2gCu的物質的量為=0.3mol，則加入鐵粉前的溶液中一定含0.3molCuCl2和0.6molFeCl2；

（1）加入的16.8 g Fe粉物質的量為=0.3mol，若加入鐵粉前溶液中不含FeCl3，則0.3molFe與0.3molCuCl2恰好完全反應生成0.3molCu（即有19.2g不溶物）；現有9.6 不溶物，所以不可能為Fe，只能是Cu；故答案為：Cu；

（2）9.6gCu的物質的量為=0.15mol，根據Cu守恒，溶液中還有0.3mol-0.15mol=0.15molCu2+未反應，Cu能與Fe3+反應生成Fe2+和Cu2+，即Cu與Fe3+不共存，則充分反應后的溶液中一定不存在Fe3+；故答案為：Fe3+；

（3）反應Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2中，Fe3+為氧化劑，Cu2+為氧化產物，同一氧化還原反應中氧化性：氧化劑>氧化產物，則氧化性：Fe3+>Cu2+；根據金屬活動順序表，氧化性：Cu2+＞Fe2+，所以氧化性由強到弱的順序為：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+；故答案為：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+；

（4）根據上述分析，加入的鐵粉先與氧化性強的Fe3+反應，后與Cu2+發生反應，根據反應Fe+CuCl2=FeCl2+Cu，生成0.15molCu消耗0.15molFe、同時生成0.15molFeCl2；與Fe3+反應的Fe的物質的量為0.3mol-0.15mol=0.15mol，根據反應Fe+2Fe3+=3Fe2+，生成的FeCl2物質的量為0.45mol；則最后溶液中含FeCl2物質的量為0.6mol+0.15mol+0.45mol=1.2mol，則c（Fe2+）=c（FeCl2）==6mol/L；故答案為：6。