Question

用20 mL FeCl₃溶液腐蚀3.2 g Cu片，将Cu片完全腐蚀后，加入铁粉2.8g ，反应后溶液中存在不溶物1.6g（设反应前后溶液体积变化忽略不计）。

计算：⑴20 mL这种溶液中的FeCl₃与多少毫升5 mol•L^-1的FeCl₃溶液中所含FeCl₃的物质的量相等？

⑵反应后溶液中Fe²⁺的物质的量浓度为多少？

 

Answer 1

答案：
解析：

⑴V()=30 mL ⑵c()= 10 mol•L-1

提示：

在该反应中Fe、Cu都是还原剂，被腐蚀的Cu为0.05 mol，投入的Fe粉也为0.05 mol，因此铁粉只可能恰好完全反应或不足，最后剩余的1.6 g不溶物一定为铜。由于Fe3+得电子数等于Fe和Cu的失电子总数， 则：n(Fe3+)=2×n(Fe)+2×n(Cu)==0.15 mol。 ⑴由于两种溶液中溶质的物质的量相等，则5 mol•L-1的FeCl3溶液的体积V()==0.03 L，V()=30.0 mL。 ⑵2Fe3+   +   Cu  =  2Fe2+  +   Cu2+ 2 mol     1 mol    2 mol 0.1 mol   0.05 mol     n1 2Fe3+    +    Fe  ==  2 Fe2+ 2mol        1mol      3mol (0.15-0.1)mol  0.25mol     n2 Fe  +    Cu2+  ==  Fe2+  + Cu 1mol      1mol =0.025mol 所以溶液中n(Fe2+)= n1+ n2+ n3=0.1 mol+0.075 mol+0.025 mol=0.2 mol， c()==10 mol•L-1 也可以根据溶液中电荷守恒来计算：2n(Fe2+)+2n(Cu2+)=n(Cl-) n(Fe2+)==0.2 mol c()==10 mol•L-1 或根据铁元素质量守恒计算： n(Fe2+)= n(Fe3+)+ n(Fe)=0.15 mol+=0.2 mol c()==10 mol•L-1