题目内容

16.某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路(已知发生的反应为:2FeCl3+Cu→2FeCl2+CuCl2).课外活动小组为确认生产后的废液的组成,进行如下实验:(1)取10mL废液加入足量的AgNO3溶液,生成沉淀 8.61g.(2)另取10mL废液放入铜片充分反应,铜片质量减少了0.256g.下列关于原废液及其形成的判断正确的是(  )
A.c(Fe2+):c(Fe3+)=3:1B.c(Fe3+):c(Cu2+)=4:3
C.c(CI-)=6mol/L,c(Fe2+)=0.6mol/LD.该绝缘板腐蚀后质量减少0.384g

分析 废液加入足量的AgNO3溶液,生成沉淀8.61g,沉淀为AgCl,根据n=$\frac{m}{M}$计算AgCl的物质的量,根据氯元素守恒计算溶液中n(Cl-),再根据c=$\frac{n}{V}$计算原废液中c(Cl-);废液放入铜片充分反应,铜片质量减少了0.256g,说明溶液中含有Fe3+,根据铜片减少的质量结合方程式计算溶液中Fe3+的物质的量,进而计算原废液中c(Fe 3+);由方程式2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2可知,原废液中c(Fe2+)=2c(Cu2+),根据电荷守恒,原废液中3c(Fe 3+)+2c(Fe2+)+2c(Cu2+)=c(Cl-),据此计算原废液中c(Fe2+)、c(Cu2+).

解答 解:(1)取10mL废液加入足量的AgNO3溶液,生成沉淀 8.61g,沉淀为AgCl,n(Cl-)=$\frac{8.61g}{143.5g/mol}$=0.06mol,c(Cl-)=6mol/L,阴离子只此一种,带负电荷量也是0.06mol,则没加含铜绝缘板时应含有Fe3+ 0.02mol(电荷守恒);
由(2)加含铜绝缘板后就会发生Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+,Fe3+减少,Cu2+、Fe2+增加,但是正电荷的物质的量还是0.06mol,铜片质量减少了0.256g,即$\frac{0.256g}{64g/mol}$=0.004mol,令10mL废液中Fe3+为nmol,则:
2FeCl3 +Cu═2FeCl2+CuCl2
2      1
nmol  0.004
故n=0.008mol,所以原废液中c(Fe3+)=$\frac{0.008mol}{0.01L}$=0.8mol/L,
由方程式2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2可知,原废液中c(Fe2+)=2c(Cu2+),根据电荷守恒,原废液中3c(Fe 3+)+2c(Fe2+)+2c(Cu2+)=c(Cl-),原废液中c(Cl-)=6mol/L,故3×0.8+2c(Fe2+)+2×$\frac{1}{2}$c(Fe2+)=6,解得c(Fe2+)=1.2mol/L,则c(Cu2+)=0.6mol/L,故原废液中c(Fe2+):c(Fe3+)=1.2mol/L:0.8mol/L=3:2,c(Fe3+):c(Cu2+)=0.8mol/L:0.6mol/L=4:3
A.由以上分析可知原废液中c(Fe2+):c(Fe3+)=3:2,故A错误;
B.由上述分析可知,c(Fe3+):c(Cu2+)=4:3,故B正确;
C.由上述分析可知,c(Cl-)=6mol/L,c(Fe2+)=1.2mol/L,故C错误;
D.该绝缘板腐蚀后减少的质量,即是参加反应的铜的质量,原废液中c(Cu2+)=0.6mol/L,但是原废液的总体积不知道,所以无法计算Cu的总物质的量和质量,故D错误;
故选B.

点评 本题考查化学反应方程式的计算,把握发生的化学反应及电荷守恒、原子守恒为解答的关键,侧重分析能力、计算能力的考查,题目难度较大.

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