Question

11．现有浓度均为1mol/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）若充分反应后，铁粉有剩余：
①反应结束后溶液中一定含有Fe²⁺阳离子，为0.35 mol．
②固体物质中一定有Fe、Cu．
（2）若反应后，有铜生成，铁粉无剩余，则反应后的溶液中一定含有Fe²⁺阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量的范围是0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol．

Answer 1

分析 依据三价铁离子、铜离子、二价铁离子的氧化性强弱判断反应先后顺序，若充分反应后，铁粉有剩余，则三价铁离子、铜离子一定完全反应；
若反应后，有铜生成，铁粉无剩余，则一定无三价铁离子存在，一定存在亚铁离子，可能含有铜离子，据此解答．

解答 解：三价铁离子、铜离子、二价铁离子的氧化性依次减弱，加入铁粉，先与三价铁离子反应，再与铜离子反应，
（1）当铁粉有剩余时，溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺全部参加反应生成Fe²⁺和Cu，反应的反应方程式为：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe═Cu+FeCl₂，溶液中一定没有Fe³⁺、Cu²⁺，一定含有Fe²⁺；固体为Fe  Cu；反应后溶液中的溶质为氯化亚铁，根据氯离子守恒：n（Cl^-）=（1mol/L×3+1mol/L×2+1mol/L×2）×0.1L=0.7mol，所以n（Fe²⁺）=$\frac{1}{2}$n（Cl^-）=0.35mol；
故答案为：Fe²⁺；0.35；Fe、Cu；
（2）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：0.35mol，如果还有Cu²⁺，且最多为0.1mol时，只发生2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，则Fe²⁺物质的量为0.25mol，由于两个反应都发生，所以Cu²⁺小于0.1mol，因此Fe²⁺物质的量大于0.25mol，故Fe²⁺物质的量为：0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol；
故答案为：Fe²⁺；0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol．

点评 本题考查了Fe与Fe³⁺、Cu²⁺的反应，熟悉三价铁离子、铜离子氧化性强弱是解题关键，题目难度不大．