Question

实验室有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂的混合溶液，其中Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的物质的量之比为3：2：1．
（1）现加入适量铁粉，请写出溶液中可能发生的离子反应：

 

，根据上述离子反应判断三种金属阳离子的氧化性强弱顺序为

 

．向混合液中计入铁粉时，首先与铁发生反应的离子是

 

．
（2）加入适量铁粉后，最后溶液中Fe³⁺、Cu²⁺和Fe²⁺的物质的量之比为1：2：4，则参加反应的铁粉与原液中Fe²⁺的物质的量之比为

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,氧化性、还原性强弱的比较

专题：

分析：（1）氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，加入铁粉后，铁离子优先反应生成亚铁离子，然后铁粉与铜离子反应生成亚铁离子和铜；氧化还原反应或者，氧化剂的氧化性大于氧化产物，据此判断金属离子的氧化性强弱；氧化性越强，加入铁粉后优先反应；
（2）因氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，加入适量的铁粉，使溶液中Fe³⁺、Cu²⁺和Fe²⁺物质的量之比变为1：2：4，说明Fe³⁺有剩余，则Cu²⁺没有参加反应，加入Fe粉仅与反应Fe³⁺，假设原溶液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的物质的量分别为3mol、2mol、1mol，根据反应后溶液中离子比例关系计算Fe³⁺离子物质的量变化，结合方程式计算．

解答： 解：（1）加入铁粉后，可能发生的反应有：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，氧化剂的氧化性大于氧化产物，则三种金属离子的氧化性大小为：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺；加入铁粉后，氧化性最强的铁离子优先反应，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺；Fe³⁺；
（2）因氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，加入适量的铁粉，使溶液中Fe³⁺、Cu²⁺和Fe²⁺物质的量之比变为1：2：4，说明Fe³⁺有剩余，则Cu²⁺没有参加反应，加入Fe粉仅与反应Fe³⁺，设原溶液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的物质的量分别为3mol、2mol、1mol，反应后Fe³⁺、Cu²⁺和Fe²⁺物质的量之比变为1：2：4，则反应后Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的物质的量分别为1mol、2mol、4mol，
故反应的Fe³⁺的物质的量为3mol-1mol=2mol，则：
  2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺
2mol  1mol  3mol
故参加反应的Fe的物质的量为1mol，
参加反应的铁粉与原溶液中Fe²⁺的物质的量之比为：1mol：1mol=1：1，
故答案为：1：1．

点评：本题考查了氧化还原反应的计算、氧化性还原性强弱的比较，题目难度中等，注意掌握氧化还原反应中氧化性、还原性强弱的判断方法，明确有关氧化还原反应的计算方法．