Question

某工厂用FeCl₃溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路．其化学原理为：2FeCl₃+Cu→2FeCl₂+CuCl₂．某实验小组的同学对该厂生产印刷电路后所得的废液进行了分析：取50.00mL 废液，向其中加入足量的AgNO₃溶液，析出沉淀43.05g．（假设反应前后溶液的体积变化均忽略不计）请回答：
（1）该厂使用的FeCl₃溶液（原来的）物质的量浓度

 

．
（2）若向250.00mL废液中加入足量的铜粉，充分反应后，铜粉质量减轻9.6g．
①充分反应后的溶液中Cu²⁺的物质的量为

 

．
②原废液中各金属阳离子的物质的量浓度之比为

 

．
（要求：写出的金属阳离子与其物质的量浓度数值一一对应）

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀43.05g为AgCl质量，根据氯元素守恒计算溶液中n（FeCl₃），根据c=

n

V

计算原废液中c（FeCl₃）；
（2）①若向250.00mL废液中加入足量的铜粉，充分反应后，铁离子完全反应，根据该厂使用的FeCl₃溶液浓度和体积可计算铁离子的物质的量，再根据得失电子守恒计算、原子守恒计算反应后溶液中铜离子的物质的量；
②计算9.6g铜的物质的量为0.15mol，则250ml废液中含有Cu²⁺为0.25mol-0.15mol=0.1mol，由2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺计算生成0.1molCu²⁺时，反应后剩余的n（Fe³⁺）以及生成的n（Fe²⁺）．

解答： 解：（1）废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀43.05g为AgCl质量，其物质的量=

43.05g

143.5g/mol

=0.3mol，根据氯元素守恒，原溶液中n（FeCl₃）=

1

3

n（AgCl）=

1

3

×0.3mol=0.1mol，故原废液中c（FeCl₃）=

0.1mol

0.05L

=2mol/L，
故答案为：2mol/L．
（2）①250ml该厂使用的FeCl₃溶液中n（Fe³⁺）=n（FeCl₃）=2 mol/L×0.25 L=0.5mol，与铜反应得到电子为0.5mol，同时有0.25mol铜失去0.5mol电子变为铜离子，
故答案为：0.25mol；
②9.6g铜的物质的量为

9.6g

64g/mol

=0.15mol，则250ml废液中含有Cu²⁺为0.25mol-0.15mol=0.1mol．由2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺可知，
0.5molFe³⁺反应生成0.1molCu²⁺时消耗Fe³⁺0.2mol、生成0.2molFe²⁺，则废液中c（Fe³⁺）：c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）：n（Cu²⁺）=0.3mol：0.2mol：0.1mol=3：2：1，
故答案为：c（Fe³⁺）：c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=3：2：1．

点评：本题考查了溶液中离子浓度的大小计算，题目难度一般，注意运用得失电子守恒、原子守恒或离子反应方程式进行计算．