Question

4．已知氯化铁溶液有如下性质：和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；和铁反应生成氯化亚铁．请根据上述信息完成有一包铁粉和铜粉混合物，为确定其组成将不同质量的样品分别放入FeCl₃溶液中（其他用品略），实验数据记录如下

组别	①	②	③	④
溶液中FeCl3的质量（g）	65	65	65	65
混合粉末质量/g	6	13.2	24	36
反应后剩余固体质量/g	0	1.28	12.8	24.8

下列结论错误的是（　　）

• A． 第①组：反应后溶液中含有32.5克FeCl₃
• B． 第②组：在反应后溶液中放入一根铁丝，铁钉表面无变化
• C． 第③组：剩余固体中滴加盐酸无气泡产生
• D． 第④组：剩余固体中铁与铜的物质的量之比为1：3

Answer 1

分析 根据信息铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁反应的方程式为：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂；氯化铁能与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，反应的方程式为：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂；由于活动性Fe＞Cu，故铁先与氯化铁反应，铜后与氯化铁反应，结合表格数据先计算氯化铁完全反应需要铁的质量，及铜的质量进行分析．

解答 解：A、由于活动性Fe＞Cu，故铁先与氯化铁反应，铜后与氯化铁反应．第二组数据和第三组数据比较，混合物增加10.8g，而反应后固体增加11.52g；第三组数据和第四组数据比较，混合物增加12g，而反应后固体增加12g，故第③组加入发生的是铁置换出铜，且已全部反应，设65g氯化铁完全反应需要铁的质量为x
2FeCl₃+Fe═3FeCl₂
325    56
65g     x
$\frac{325}{65g}$=$\frac{56}{x}$   x=11.2g
即65g的氯化铁最多与11.2g铁反应，剩下的12.8g是铜，根据比例，第①组中6g固体中含有铁的质量为：$\frac{24}{11.2g}$=$\frac{6}{m（Fe）}$    m（Fe）=2.8g，则m（Cu）=3.2g，则2.8g的铁反应氯化铁的质量为m，3.2g的铜反应氯化铁的质量为n
2FeCl₃+Fe═3FeCl₂ 2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl_{2
325 56 325 64}
m       2.8g           n        3.2g
$\frac{325}{m}$=$\frac{56}{2.8g}$  m=16.25g           $\frac{325}{n}$=$\frac{64}{3.2g}$    n=16.25g
因此剩余氯化铁的质量为：65g-16.25g-16.25g=32.5g，故A结论正确；
B、根据以上分析，第②组的铁完全反应，剩下的也是铜，混合液中含有氯化铁、氯化亚铁和氯化铜，因此加入铁丝，铁丝表面有红色物质生成，故B结论错误；
C、根据A的计算，铁完全反应，剩下的是铜，因此第③组中向剩余固体中滴加盐酸无气泡，故C结论正确；
D、根据A的分析，65g氯化铁和24g的混合粉末中铁恰好反应，其中铁的质量为11.2g，因此第④组中剩余的12g粉末中铁的质量为：$\frac{24}{11.2g}$=$\frac{12}{m（Fe）}$，因此m（Fe）=5.6g，则铜为6.4g，二者物质的量之比为：$\frac{5.6g}{56g/mol}$：$\frac{6.4g}{64g/mol}$=1：1，故D结论错误；
故选项为：BD．

点评 本题考查了混合物的计算，明确物质反应的先后顺序及各组剩余物质的成分是解题的关键，能够考查学生的思维能力，难度较大．