Question

三氯化铁是一种很重要的铁盐，主要用于污水处理，具有效果好、价格便宜等优点．工业上可将铁屑溶于盐酸中．先生成FeCl₂，再通入Cl₂氧化来制备FeCl₃溶液．
（1）将标准状况下的aL氯化氢气体溶于100g水中，得到的盐酸的密度为bg?mL^-1，则该盐酸的物质的量的浓度是

 

．
（2）若取2.4g在空气中放置的铁屑，先溶于盐酸，经检验知所得溶液中不含Fe³⁺，再通入标准状况下1.12LCl₂恰好使50mL上述FeCl₂溶液完全转化为FeCl₃．
①所得FeCl₃溶液的浓度为（不考虑反应时体积的变化）

 

．
②能否计算加入盐酸中HCl的物质的量

 

．
（3）向100mL的FeBr₂溶液中通入标准状况下Cl₂3.36L，反应后的溶液中Cl^-和Br^-的物质的量浓度相等，则原FeBr₂溶液的物质的量浓度为

 

．
（4）FeCl₃溶液可以用来净水，其净水的原理为

 

（用离子方程式表示），若用100mL2mol?L^-1的FeCl₃溶液净水时，生成具有净水作用的微粒数

 

0.2N_A（填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,物质的量浓度的相关计算,盐类水解的原理,铁盐和亚铁盐的相互转变

专题：

分析：（1）n（HCl）=

aL

22.4L/mol

，溶液质量为

aL

22.4L/mol

×36.5g/mol+100g，则溶液体积为

a 22.4 ×36.5+100

b

mL，结合c=

n

V

计算；
（2）发生2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，（Cl₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，以此计算；
（3）还原性Fe²⁺＞Br^-，通入氯气先发生反应2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，Fe²⁺反应完毕，剩余的氯气再发生反应2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，反应后溶液中Cl^-和Br^-的物质的量浓度相等，说明氯气完全反应，Cl₂的物质的量为

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，若Br^-没有反应，溶液中n（Br^-）=0.3mol，则n（FeBr₂）=0.15mol，0.15molFe²⁺只能消耗0.075mol的Cl₂，故有部分Br^-参加反应，设FeBr₂的物质的量为x，表示出参加反应的n（Br^-），根据电子转移守恒列方程计算x值，再根据c=

n

V

计算；
（4）铁离子水解制备胶体，胶体可净化水，且水解反应为可逆反应．

解答： 解：（1）n（HCl）=

aL

22.4L/mol

，溶液质量为

aL

22.4L/mol

×36.5g/mol+100g，则溶液体积为

a 22.4 ×36.5+100

b

mL，由c=

n

V

=

1000ab

(36.5a+22400)

mol/L，
故答案为：

1000ab

(36.5a+22400)

mol/L；
（2）发生2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，（Cl₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
①由反应可知，生成氯化铁为0.05mol×2=0.1mol，其浓度为

0.1mol

0.05L

=20mol/L，故答案为：20mol/L；
②因为盐酸不一定恰好完全反应，与铁的反应中可能盐酸剩余，则不能利用氯化亚铁的物质的量计算HCl的物质的量，故答案为：否；
（3）还原性Fe²⁺＞Br^-，通入氯气先发生反应2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，Fe²⁺反应完毕，剩余的氯气再发生反应2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，反应后溶液中Cl^-和Br^- 的物质的量浓度相等，说明氯气完全反应，Cl₂的物质的量为

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，若Br^-没有反应，n（Br^-）=0.3mol，则n（FeBr₂）=0.15mol，0.15molFe²⁺只能消耗0.075mol的Cl₂，故有部分Br^-参加反应，
设FeBr₂的物质的量为x，则n（Fe²⁺）=x mol，n（Br^-）=2x mol，未反应的n（Br^-）=0.3 mol，参加反应的n（Br^-）=（2x-0.3）mol，根据电子转移守恒有x×1+[2x-0.3]×1=0.15mol×2，解得x=0.2 mol，所以原FeBr₂溶液的物质的量浓度为

0.2mol

0.1L

=2mol/L，故答案为：2mol/L；
（4）FeCl₃溶液可以用来净水，其净水的原理为Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺，100mL2mol?L^-1的FeCl₃溶液，其物质的量为0.2mol，因为水解为可逆反应，且生成胶体为微观粒子的集合体，则生成具有净水作用的微粒数小于0.2N_A，故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺；小于．

点评：本题考查氧化还原反应的计算及浓度计算等，综合性较强，把握氧化还原反应中电子守恒、盐类水解及物质的量浓度的相关计算公式等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度中等．