Question

8．当140g铁粉跟213g氯气充分反应后，加入适量的水，完全溶解后无残余固体，加水稀释至2L．
（1）求溶液中氯化铁（FeCl₃）的物质的量浓度
（2）若要求溶液中只含溶质氯化铁（FeCl₃），还需在此溶液中通入标准状况下的氯气多少升？

Answer 1

分析 （1）n（Fe）=$\frac{140g}{56g/mol}$=2.5mol，n（Cl₂）=$\frac{213g}{71g/mol}$=3mol，Fe与氯气发生反应：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl₃，3mol氯气完全反应需要2molFe，故反应后剩余0.5molFe，溶于水发生反应：Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，结合方程式计算参加反应的FeCl₃的物质的量，进而计算溶液中FeCl₃的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算；
（2）溶液中只含溶质氯化铁（FeCl₃），根据氯原子守恒计算需要氯气总物质的量，进而计算需要通入的氯气物质的量，再根据V=nV_m计算．

解答 解：（1）n（Fe）=$\frac{140g}{56g/mol}$=2.5mol，n（Cl₂）=$\frac{213g}{71g/mol}$=3mol，Fe与氯气发生反应：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl₃，3mol氯气完全反应需要2molFe，氯气不足，生成为FeCl₃为3mol×$\frac{2}{3}$=2mol，反应后剩余Fe为2.5mol-2mol=0.5mol，
溶于水发生反应：Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，可知0.5molFe可以消耗FeCl₃的物质的量为0.5mol×2=1mol，故溶液中FeCl₃的物质的量2mol-1mol=1mol，则溶液中FeCl₃的物质的量浓度为$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，
答：溶液中FeCl₃的物质的量浓度为0.5mol/L；
（2）溶液中只含溶质氯化铁（FeCl₃），根据氯原子守恒，需要氯气总物质的量为$\frac{2.5mol×3}{2}$=3.75mol，故需要通入的氯气物质的量为3.75mol-3mol=0.75mol，标准状况下通入氯气的体积为0.75mol×22.4L/mol=16.8L，
答：标准状况下通入氯气的体积为16.8L．

点评 本题考查化学方程式计算，涉及过量计算，掌握元素化合物性质是关键，难度不大，（2）中注意利用守恒法解答．