题目内容
16.现有浓度各为2mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100mL,加入一定量的铁粉,按下列情况填空.(1)充分反应后,无固体存在,则溶液中一定含有的金属阳离子是Cu2+和Fe2+.
(2)反应完毕后,铁粉有剩余,过滤所得的固体物质为Cu和Fe,溶液中一定含有的金属离子的物质的量为0.7mol.
(3)反应完毕,有固体剩余,则反应后的溶液中一定有的金属阳离子为Fe2+,其物质的量取值范围是0.5 mol<n(Fe2+)≤0.7 mol.
分析 (1)根据离子氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,铁首先与铁离子反应生成亚铁离子,且无固体存在,说明溶液的铜离子没参加反应,所以溶液中一定存在Cu2+和Fe2+;
(2)铁粉有剩余,根据离子氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,反应的反应方程式为:2FeCl3+Fe═3FeCl2、CuCl2+Fe═Cu+FeCl2,溶液中一定存在亚铁离子,再根据方程式进行相关计算;
(3)当有铜生成,铁粉无剩余,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+;如果只有Fe2+,则其物质的量为:0.7mol,如果还有Cu2+,且最多为0.2mol时,只发生2FeCl3+Fe=3FeCl2,则Fe2+物质的量为0.5mol,由于两个反应都发生,所以Cu2+小于0.2mol,因此Fe2+物质的量大于0.5mol,故Fe2+物质的量为:0.5mol<n(Fe2+)≤0.7mol.
解答 解:(2)根据离子氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,铁首先与铁离子反应生成亚铁离子,且无固体存在,说明溶液的铜离子没参加反应,所以溶液中一定存在Cu2+和Fe2+,故答案为:Cu2+和Fe2+;
(2)由于铁粉有剩余,且氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,所以溶液中Cu2+和Fe3+完全与铁粉反应,所以过滤所得的固体物质为Cu和Fe;发生反应的方程式为:2FeCl3+Fe═3FeCl2、CuCl2+Fe═Cu+FeCl2,反应后溶液中只存在Fe2+,没有Fe3+、Cu2+,根据氯离子守恒:n(Cl-)=(2mol/L×3+2mol/L×2+2mol/L×2)×0.1L=1.4mol,所以n(Fe2+)=$\frac{1}{2}$n(Cl-)=0.7mol,故答案为:Cu和Fe;0.7;
(3)当有铜生成,铁粉无剩余,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+;如果只有Fe2+,则其物质的量为:0.7mol,如果还有Cu2+,且最多为0.2mol时,只发生2FeCl3+Fe=3FeCl2,则Fe2+物质的量为0.5mol,由于两个反应都发生,所以Cu2+小于0.2mol,因此Fe2+物质的量大于0.5mol,故Fe2+物质的量为:0.5mol<n(Fe2+)≤0.7mol,故答案为:Fe2+;0.5 mol<n(Fe2+)≤0.7 mol.
点评 本题考查了Fe与Fe3+、Cu2+的反应,能正确判断固体的成分是解本题的关键,根据固体的成分了解反应的先后顺序,从而确定溶液的成分.
A. | 阳离子和阴离子数目一定相等 | |
B. | 阳离子带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数 | |
C. | 除阴、阳离子外溶液中不会再有其它粒子 | |
D. | 强电解质溶液的导电性一定强于弱电解质溶液 |
实验步骤:①浓硫酸与浓硝酸按体积比1:3配制混合溶液(即混酸)共40mL;
②在三颈瓶中加入13g甲苯(易挥发),按图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈瓶中加入混酸;
④控制温度约为50℃-55℃,反应大约10min,三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g.
相关物质的性质如下:
密度/g•cm-3 | 沸点/℃ | 溶解性 | |
甲苯 | 0.866 | 110.6 | 不溶于水 |
对硝基甲苯 | 1.286 | 237.7 | 不溶于水,易溶于液态烃 |
邻硝基甲苯 | 1.162 | 222 | 不溶于水,易溶于液态烃 |
(2)配制混酸的方法是量取30mL浓硝酸倒入烧杯中,再量取10mL浓硫酸沿烧杯内壁(或玻璃棒)缓缓注入烧杯并不断搅拌.
(3)若实验后在三颈瓶中收集的产物较少,可能的原因是:温度过高,导致HNO3大量挥发.
(4)本实验采用水浴加热,水浴加热的优点是受热均匀、易于控制温度.
(5)分离反应后产物的方案如下:
混合物$\stackrel{操作1}{→}$$\left\{\begin{array}{l}{有机混合物→(操作2)\left\{\begin{array}{l}{甲苯}\\{邻对硝基甲苯}\end{array}\right.}\\{无极混合物}\end{array}\right.$
操作1的名称是分液,操作2中不需要用到下列仪器中的de.(填序号)
a.冷凝管 b.酒精灯 c.温度计 d.分液漏斗 e.蒸发皿
(6)本实验中邻、对硝基甲苯的产率为77.5%(结果保留小数点后一位数字).
A. | 乙醇在铜作催化剂的条件下加热和空气反应得乙醛 | |
B. | 乙烯通入溴的四氯化碳溶液中的反应 | |
C. | 在浓硫酸作用下,乙醇和乙酸共热的反应 | |
D. | 在浓硫酸作用下.苯在55℃左右与浓硝酸的反应 |
A. | 将一小块钠投入到盛有硫酸铜溶液的烧杯中,发现没有紫红色的铜析出,不能说明钠的金属性比铜弱 | |
B. | 用湿润的淀粉碘化钾试纸放置在有氯气产生的导管上端,发现试纸变蓝,说明氯元素的非金属性比碘元素强 | |
C. | 把H2S气体和Cl2在集气瓶中混合,一段时间后发现瓶壁有淡黄色固体析出,说明Cl的非金属性比S强 | |
D. | 将0.1 mol Na、Mg、Al分别与足量稀盐酸反应,金属失去的电子数分别为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol,说明这三种金属的活泼性为:Al>Mg>Na |
A. | CH4分子的比例模型: | B. | 氯原子的结构示意图: | ||
C. | NH3分子的电子式: | D. | CO2分子的结构式:O=C=O |