Question

1．在200mL FeCl₃和FeCl₂混合液中加入0.56g铁粉，恰好完全反应，使溶液中无Fe³⁺，此时向溶液中通入适量的氯气，正好将溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，再继续向溶液中滴加足量的硝酸银溶液得到白色沉淀43.05g．求原混合液中FeCl₃和FeCl₂的物质的量浓度．

Answer 1

分析 根据n=$\frac{m}{M}$计算出0.56g铁粉、43.05g氯化银的物质的量；混合液中加入铁粉的反应为Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，反应后无铁离子，可根据反应方程式计算出原溶液中氯化铁的物质的量；向反应后的溶液中通入氯气，此时溶质为氯化铁，根据氯离子的物质的量可计算出最终得到氯化铁的物质的量，再根据铁元素守恒计算出原溶液中氯化亚铁的物质的量，最后根据c=$\frac{n}{V}$分别计算出原溶液中FeCl₃和FeCl₂的物质的量浓度．

解答 解：0.56g铁粉的物质的量为：$\frac{0.56g}{56g/mol}$=0.01mol，混合液中加入0.01mol铁粉后恰好完全反应，溶液中无Fe³⁺，根据反应Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺可知，0.01mol铁完全反应消耗了0.02mol铁离子，则原溶液中含有0.02molFeCl₃，浓度为：c（FeCl₃）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L；
生成的43.05g沉淀为AgCl，其物质的量为：$\frac{43.05g}{143.5g/mol}$=0.3mol，则通入氯气后的溶液中含有0.3molCl^-；
由于向溶液中通入氯气后正好将溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，反应后溶质为FeCl₃，根据氯原子守恒可知FeCl₃的物质的量为：n（FeCl₃）=$\frac{1}{3}$n（Cl^-）=0.1mol，
根据铁元素守恒可知，原溶液中含有FeCl₂的物质的量为：n（FeCl₂）=0.1mol-0.02mol-0.01mol=0.07mol，
原溶液中FeCl₂的浓度为，c（FeCl₂）=$\frac{0.07mol}{0.2L}$=0.35mol/L，
答：原混合液中FeCl₃和FeCl₂的物质的量浓度分别为0.1mol/L、0.35mol/L．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．