Question

现有浓度各为1mol/L的FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混和溶液100ml，加入一定量的铁粉，按下列情况填空．
（1）反应完毕，铁粉有剩余．
①反应完毕，溶液中一定含有

Fe²⁺

阳离子，是

0.35

mol，一定没有

Fe³⁺、Cu²⁺

阳离子．
②固体物质烘干后，其中一定含有

Cu

和

Fe

，和反应前加入的铁粉质量比

少

（填多或少）

2

克．
（2）反应完毕，有铜生成，铁粉无剩余．
①反应后的溶液中一定含有

Fe²⁺

阳离子，该阳离子在溶液中的物质量的范围是

0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol

．
②溶液中可能含有

Cu²⁺

阳离子，该阳离子在溶液中物质的量的可能存在范围是

0≤n（Cu²⁺）＜0.1mol；

．
③溶液中一定不含

Fe³⁺

阳离子．

Answer 1

分析：根据FeCl₃、CuCl₂的氧化性强弱判断反应先后顺序，从而确定固体的成分、溶液的成分；有固体铜剩余，则一定无三价铁离子存在，一定存在亚铁离子，可能含有铜离子；若有铁剩余，一定有铜生成，三价铁离子和二价铜离子无剩余．

解答：解：（1）当铁粉有剩余时，溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺全部参加反应生成Fe²⁺和Cu，反应的反应方程式为：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe═Cu+FeCl₂，
①溶液中一定没有Fe³⁺、Cu²⁺，一定含有Fe²⁺；反应后溶液中的溶质为氯化亚铁，根据氯离子守恒：n（Cl^-）=（1mol/L×3+1mol/L×2+1mol/L×2）×0.1L=0.7mol，所以n（Fe²⁺）=

1

2

n（Cl^-）=0.35mol；
故答案为：Fe²⁺；0.35；Fe³⁺、Cu²⁺；
②根据方程式；2FeCl₃+Fe═3FeCl₂、CuCl₂+Fe═Cu+FeCl₂，
反应消耗铁的量为n（Fe）=

1

2

n（FeCl₃）+n（Cu）=

1

2

×1mol/L×0.1L+1mol/L×0.1L=0.15mol，
所以铁的质量为：0.15mol×56g/mol=8.4g，
反应生成的铜为n（Cu）=1mol/L×0.1L=0.1mol，
所以铜的质量为；0.1mol×64g/mol=6.4g，
固体质量减少8.4g-6.4g=2g；
故答案为：Cu；Fe；少；2；
（2）当有铜生成，铁粉无剩余，溶液中一定没有Fe³⁺，Cu²⁺恰好全部参加反应或部分反应生成Fe²⁺和Cu，所以溶液中一定没有Fe³⁺，可能含有Cu²⁺，一定含有Fe²⁺；
①如果只有Fe²⁺，则其物质的量为：0.35mol，如果还有Cu²⁺，且最多为0.1mol时，只发生2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，则Fe²⁺物质的量为0.25mol，由于两个反应都发生，所以Cu²⁺小于0.1mol，因此Fe²⁺物质的量大于0.25mol，故Fe²⁺物质的量为：0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol；
故答案为：①；0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol；
②若铜离子全部反应则剩余物质的量为0，若没有反应则剩余物质的量为0.1mol，所以铜离子的物质的量范围为：0≤n（Cu²⁺）＜0.1mol；故答案为：Cu²⁺；0≤n（Cu²⁺）＜0.1mol；
③溶液中一定不含Fe³⁺，故答案为：Fe³⁺；

点评：本题考查了Fe与Fe³⁺、Cu²⁺的反应，能正确判断固体的成分是解本题的关键，根据固体的成分了解反应的先后顺序，从而确定溶液的成分．