Question

金属铜能被FeCl₃的浓溶液腐蚀，其化学反应是：Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+CuCl₂。
现将有铜的印刷线路板浸入120mLFeCl₃的浓溶液中，有9.6gCu被腐蚀掉。取出印刷线路板，向溶液中加入8.4g铁粉，经充分反应，溶液中还存在4.8g不溶物。则：
（1）溶液中存在那些离子？
（2）离子的浓度各是多少？（设溶液体积不变）

Answer 1

（1）溶液中存在的离子为：Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-。
（2）Cu²⁺：0.625mol/L，Fe²⁺：5mol/L，Cl⁺11.25mol/L。

存在的不溶物有两种可能：一可能是铁、铜混合物，二可能只是铁。若为铁、铜混合物，则溶液中的Cu²⁺必然全部析出，即不溶物的质量大于9.6g，显然错误，故不溶物为Cu。
所以：（1）溶液中存在的离子为：Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-。
（2）溶液中n（Cu²⁺）=（9.6g-4.8g）÷64g/mol=0.075mol
Cu²⁺的物质的量浓度为：0.075mol÷0.12L=0.625mol/L
设被还原的Fe³⁺的物质的量为x：
根据Fe³⁺得电子数与Fe、Cu失电子数相等，列式为：
x×1=（8.4g÷56g/mol）×2+0.075mol×2=0.45mol
溶液中n（Fe³⁺）=8.4g÷56g/mol+0.45mol=0.6mol
Fe²⁺的物质的量浓度为：0.6mol÷1.2L=5mol/L
Cl⁺的物质的量浓度为：0.625mol/L×2+5mol/L×2=11.25mol/L。